소개글
"핵심이 보이는 전자회로실험 제너 다이오드"에 대한 내용입니다.
목차
1. 제너 다이오드의 특성
1.1. 제너 다이오드의 전류-전압 특성
1.2. 제너 다이오드를 이용한 정전압 회로
1.3. 제너 다이오드 회로의 설계
2. 다이오드의 동작 원리
2.1. PN 접합의 동작 원리
2.2. 순방향 및 역방향 바이어스
2.3. 제너 다이오드와 일반 다이오드의 비교
3. OP-Amp의 증폭 특성
3.1. 반전 증폭기
3.2. 비반전 증폭기
3.3. 전압 이득 계산
4. 반도체 재료와 나노 기술
4.1. 반도체의 개요
4.2. 나노 기술의 발전
4.3. 나노 기술을 활용한 암 치료
5. 참고 문헌
본문내용
1. 제너 다이오드의 특성
1.1. 제너 다이오드의 전류-전압 특성
제너 다이오드의 전류-전압 특성은 다음과 같다. 제너 다이오드는 역방향 전압이 증가함에 따라 전류가 급격히 증가하는 특성을 보인다. 일반적인 다이오드는 역방향 전압이 증가하더라도 전류가 거의 증가하지 않지만, 제너 다이오드는 특정 역방향 전압(제너 전압) 근처에서 전류가 급격히 증가하는 현상이 나타난다.
제너 전압에 도달하기 전까지는 역방향 전류가 무시할 수 있을 정도로 작지만, 제너 전압에 이르면 전압을 조금만 증가시켜도 전류가 크게 증가한다. 이는 제너 항복 현상 때문이며, 제너 항복은 반도체의 공핍층에서 강한 전계가 발생하여 가전자대 전자가 전도대로 터널링되어 전류가 급격히 증가하는 현상이다.
제너 다이오드의 전류-전압 특성 곡선을 보면 역방향 전압이 제너 전압에 도달하면 전압은 거의 일정하게 유지되고 전류만 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서 제너 다이오드는 정전압 회로에 활용될 수 있는데, 입력 전압이 변동되더라도 출력 전압을 일정하게 유지할 수 있게 해준다.
1.2. 제너 다이오드를 이용한 정전압 회로
제너 다이오드를 이용한 정전압 회로는 입력전압이 변동되어도 또는 부하저항이 변동되어도 출력전압이 일정하게 유지되도록 하는 회로이다. 제너 다이오드는 역방향 전압이 일정한 전압(제너전압)에 도달하면 전압이 일정하게 유지되는 특성을 가지고 있다. 따라서 제너 다이오드를 부하와 병렬로 연결하고, 제너 다이오드의 양단에 일정한 전압이 유지되도록 하여 출력전압을 일정하게 유지할 수 있다.
제너 다이오드를 이용한 정전압 회로에서는 입력전압 V_S가 변동되거나 부하저항 R_L이 변동되어도 출력전압 V_L이 일정하게 유지되는데, 이는 제너 다이오드의 역방향 특성을 이용하여 실현할 수 있다. 제너 다이오드가 병렬로 연결되어 있으므로 부하저항 R_L이 변동되어도 제너 다이오드의 양단전압 V_Z는 일정하게 유지된다. 또한 입력전압 V_S가 변동되어도 제너 다이오드의 양단전압 V_Z는 일정하게 유지되므로, 출력전압 V_L도 일정하게 유지된다. 다만 직렬저항 R_S를 통해 제너 다이오드에 흐르는 전류 I_Z를 제한할 필요가 있는데, 이는 제너 다이오드의 최대정격전류를 초과하지 않도록 하기 위함이다.
따라서 제너 다이오드를 이용한 정전압 회로는 입력전압과 부하저항의 변동에도 불구하고 일정한 출력전압을 유지할 수 있는 특징이 있다. 이러한 특성으로 인해 제너 다이오드는 정전압 회로, 기준전압 발생회로, 과전압 보호회로 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
1.3. 제너 다이오드 회로의 설계
제너 다이오드 회로의 설계는 정전압 회로 구성에 있어 매우 중요한 부분이다. 제너 다이오드는 일정한 제너전압에서 전류가 급격히 증가하는 특성을 가지고 있어, 정전압 회로의 안정적인 동작을 위해서는 회로의 설계가 매우 중요하다.
제너 다이오드를 이용한 정전압 회로의 설계에 있어 고려해야 할 사항은 다음과 같다.
먼저, 직류전압원 V_S, 출력전압 V_L, 부하전류 I_L의 범위가 주어지면, 제너다이오드의 정격전압 V_Z를 V_L과 같게 선택한다. 그 다음 제너다이오드에 흐르는 전류 I_Z가 최대 허용전류 이내가 되도록 직렬저항 R_S를 다음 식으로 결정한다.
R_S = (V_S - V_Z) / (I_Z + I_L)
여기서 I_Z는 제너다이오드의 최대 전류로 선택한다.
이렇게 설계된 정전압 회로에서는 입력전압 V_...
참고 자료
신경욱 / 핵심이 보이는 전자회로 with PSPICE / 한빛아카데미 / p. 68 ~ 74 / 2017
전기 전자 통신공학도를 위한 기초회로실험ㅣ강경인 외ㅣ문은당
[네이버 지식백과] 전자사태, 제너항복
나노란 무엇인가 : 네이버 지식사전
나노튜브를 이용한 암 치료 : http://blog.naver.com/stringman
나노자석을 통한 암 치료 : <메디컬투데이 산업뉴스, 2011년 6월자, 국내연구진 나노자석 개발>
암 진단, 치료용 나노캡슐 개발 : <정책브리핑 정책뉴스, 2008년 6월자, 나노의 연금술>
암 치료를 위한 나노 카세트 개발 :
나노 바이오 원천 기술 개발 : http://blog.naver.com/conehan
