[경희대 A+] 기초 회로 실험 레포트

소개

*경희대 물리학 실험2/ 물리학 및 실험2 과목의 기초 회로 실험 레포트 입니다.
*본인은 A+입니다(레포트 점수 만점)

*이 실험은 크게 두 가지 실험으로 이루어집니다. 첫 번째 실험은 다이오드를 통해 정류 특성을 확인하는 실험이고(역방향 전압을 거는 실험도 합니다), 두 번째 실험은 키르히호프 법칙이 만족하는지의 여부를 실제 회로의 저항값을 측정함으로써 확인해보는 실험입니다.
*본 레포트는 문턱 전압을 넘어서기 이전에 이론과 달리 전류가 미약하게 흐르는 이유에 대한 고찰을 담고 있습니다. 또한, 키르히호프 법칙이 실제 회로에서 완벽히 성립할 수 없는 이유에 대한 분석을 자세히 담고 있습니다.

목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 관련 이론
1) 옴의 법칙
2) 다이오드 특성
(1) 순방향 전압
(2) 역방향 전압
3) 키르히호프 법칙
(1) 분기점 정리
(2) 루프 법칙
(3) 키르히호프 법칙을 통한 회로의 분석

4. 실험 기구

(5. 실험 과정--> 생략)

6. 실험 결과

7. 결과 분석
1) 다이오드 특성 실험
(1) 순방향 전압을 걸었을 때
(2) 역방향 전압을 걸었을 때
2) 키르히호프 법칙 실험

8. 결론

본문내용

1. 실험 제목: 기초회로 실험

2. 실험 목적

: 다이오드의 전기 특성을 측정하여 정류 특성을 확인한다.

: 여러 개의 저항과 기전력원이 연결된 회로의 측정을 통해 키르히호프 법칙의 성립을 확인한다.

3. 관련 이론

1) 옴의 법칙

: 대부분의 저항체는 그 양단에 걸리는 전압 V와 흐르는 전류 I가 비례한다. 이때의 비율을 전기저항 R이라 하고, 이를 다음과 같이 나타낼 수 있다.

V=IR ... ①

2) 다이오드 특성

: 14족 원소는 결정 상태를 이루고 있을 때 4 개의 최외각 전자들이 4 개의 다른 원자와 공유결합을 이룬다. 이에, 이들은 큰 저항을 갖는다. 한편, 이 결정에 13족이나 15족의 불순물이 들어가면 일반적으로 전기저항이 감소한다. 예를 들어, 15족 원소가 불순물로 들어가면 자유전자가 전하운송자 역할을 하게 되는데, 이를 n형 반도체라고 부른다. 그리고 13족 원소가 불순물로 들어가면 정공이 형성되어 전자의 이동으로 인해 마치 정공이 이동하는 것 같은 효과가 일어난다. 즉, 정공이 전하 운송자 역할을 하게 되는데, 이를 우형 반도체라고 부른다. 이때 두 반도체의 접합 부분에서는 자유롭게 이동이 가능한 정공과 전자들이 없는 공핍층이 형성된다.

(1) 순방향 전압

: 다형 반도체에 (+)극을, n형 반도체에 (-)극을 연결하는 경우를 말한다. 전압을 걸어주면 공핍층의 두께가 작아져 일정 전압 이상에서는 전류가 급격히 증가한다.

(2) 역방향 전압

: 다형 반도체에 (-)극을, n형 반도체에 (+)극을 연결하는 경우를 말한다. 전압을 걸어주면 공핍층 두께가 두꺼워져 전류는 거의 흐르지 않게 된다.

3) 키르히호프 법칙

복잡한 회로의 경우는 옴의 법칙을 적용하는 것처럼 단순한 분석으로 전류를 구하기 힘든 경우가 있다. 이때 전하와 에너지 보존 법칙을 편리하게 적용한 키르히호프 법칙을 활용하는 것이 유용할 수 있다. 키르히호프 법칙은 두 가지로 구성된다

참고자료

· 임헌화, 최정우, 신규승, 이호선, 손종역, 최석호, 이민철, 이석준, 이종수, 2016, 일반물리학
· 실험, 형설출판사. 163-169
· Douglas C. Giancoli, 1997, 대학 물리학, 641-643
· https://en.wikipedia.org/wiki/Subthreshold_conduction