Top 6 다이오드 특성 곡선 190 Most Correct Answers

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다이오드 특성 곡선은 다이오드에 순방향 전압이 걸렸을 때의 전류 특성, 그리고 역방향 전압이 걸렸을 때 전류 특성을 나타낸다라고 생각하면 되겠습니다.

Let’s actually think about the diode characteristic graph.

다이오드 특성 곡선 : 네이버 블로그

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Most searched keywords: Whether you are looking for [다이오드] 다이오드의 특성과 종류 Updating 안녕하세요. 취업한 공대누나입니다. 오늘은 지난시간에 이어 다이오드에 대해 공부해보도록 하겠습니다. 다이오드의 전기적인 특성과 종류에 대해 알아볼건데요. 다이오드의 종류가 정말 다양하다는 것을 공부하..
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다이오드 특성 곡선

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다이오드 특성곡선 by 기 세환
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다이오드 특성곡선 by 기 세환
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다이오드 특성 곡선

자 그럼 이제 하나하나 자세히 살펴보죠.

1. 가로 축

전압(V R ~ V F )으로 여기서 R은 Reverse, F는 Foward의 약자입니다.

그렇다면 전압은 0을 기준으로 -10V는 왼쪽 역 방향 가로 축에 있을 것이고 +10V는 오른쪽 순 방향

가로 축에 있을 것입니다. (10V는 예를 든 것입니다.)

2. 세로 축

전류(I R ~ I F )으로 여기서 R은 Reverse, F는 Foward의 약자입니다.

그렇다면 전류는 0을 기준으로 10mA는 위쪽 순 방향 세로 축에 있을 것이고 -10mA는 아래쪽 순

방향 세로 축에 있을 것입니다.(10mA는 예를 든 것입니다.)

3. 순방향

위 그림 오른쪽 아래 부분처럼 다이오드의 Anode에 +전압(Cathode 보다 0.7V 높은)을 걸고

Cathode에 -전압(Anode보다 0.7V 낮은)을 걸면 다이오드에 I F 만큼의 전류가 흐릅니다.

위 그림의 하늘색 부분입니다.

4. 역방향

위 3번과는 반대로 다이오드의 Anode에 -전압(Cathode 보다 0.7V 낮은)을 걸고

Cathode에 +전압(Anode보다 0.7V 높은)을 걸면 다이오드에는 전류가 흐르지 않습니다.

위 그림의 주황색 부분입니다.

5. Turn on voltage

위 그림 오른쪽 가로축에 빨간색 화살 표시 되어 있는 부분입니다.

위 3번에서 이야기 되었듯이 다이오드의 Anode가 Cathode보다 0.7V 높다면 전류가 흐르기 시작

한다고 했습니다. 위 그림에서도 빨간색 화살표를 기점으로 전류의 그래프가 올라가고 있습니다.

Turn on voltage가 되기 전의 전압값에서는 전류가 거의 흐르지 않고 있죠.. 그러다가 Turn on voltage를

넘으면 전류가 갑자기 상승합니다. 즉 전류가 본격적으로 흐르는 거죠.

6. Break down voltage

위 그림 왼쪽 가로축에 빨간색 화살 표시 되어 있는 부분입니다.

왼쪽으로 많이 움직여도, 즉 V R (역방향 전압으로 Cathode가 Anode보다 높은 경우)이 매우 큰 값이 되어도

전류는 거의 흐르지 않습니다.(여기서 전류는 역 방향이네요.. 즉 -값을 가지며 방향이 반대일 겁니다.)

그러다가 어느 지점을 만나면, 즉 어느 역방향의 전압값을 만나면 전류가 급격히 흐르는 지점이 있습니다.

이 부분을 Break down voltage(항복 전압)이라고 표현을 합니다.

“다이오드는 대략 위의 그래프와 같은 특성을 지닌다”라고 기억 하시고 이를 남들에게 설명할 수 있다면 거의 완전히 이해한 것이나 다름 없습니다.

다이오드 (diode)

(a) 문턱 전압(barrier potential) : 문턱 전압은 오프셋 전압이라고도 하며, 반도체 물질이 Ge일 때는 0.2V~0.3V, Si 일 때는 0.5V~0.7V입니다. 문턱 전압 이하에서는 순방향의 전압이 인가되어도 전류가 흐르지 않고 문턱 전압 이상의 전압이 걸려야 전류가 흐르게 됩니다.

(b) 벌크 저항(bulk resistance) : 순방향의 전류가 흐를때 다이오드의 반도체 자체가 이상으로 0Ω이 될 수 없어, 약간의 저항을 가지고 있습니다. 따라서 이를 반영하여 그림 3의 (b)와 같이 기울기를 가진 그래프로 나타낼 수 있습니다. 그리고 기울기에 따라서 다이오드의 저항을 나타낼 수 있겠습니다.

(c) 역방향 전류(reverse current) : 이상적인 다이오드는 역방향 전압이 인가되어도 전류가 흐르지 않지만 실제의 다이오드는 미세한 역방향 전류가 흐르게 됩니다. 이를 역방향 전류라고 하며 그림 3의 (c)와 같이 표현하였습니다.

(d) 항복 전압(breakdown voltage) : 다이오드는 역방향으로 차단할수 있는 전압이 한계가 있으며, 이를 항복 전압이라 합니다. 항복 전압을 넘어서면 더 이상 전류를 차단 시키지 못하고 역방향으로 전류가 흐르게 됩니다. 따라서 그림 3의 (d)는 항복 전압을 넘어 역방향으로 전류가 흐르는 것을 나타냅니다.

AReS

PART5 반도체 (Semiconductor)

목적

1. 게르마늄(Germanium)과 실리콘(Silicon) 다이오드의 특성에 대하여 알아본다.

게르마늄(Germanium)과 실리콘(Silicon) 다이오드의 특성에 대하여 알아본다. 2. 제너 다이오드의 특성에 대하여 관찰하고 또한 제너 다이오드를 전압 안정기로 응용하는 방법을 학습한다.

제너 다이오드의 특성에 대하여 관찰하고 또한 제너 다이오드를 전압 안정기로 응용하는 방법을 학습한다. 3. SCR의 특성을 실험을 통하여 알아본다.

SCR의 특성을 실험을 통하여 알아본다. 4. PNP 트랜지스터와 NPN트랜지스터의 특성을 실험을 통하여 알아본다.

PNP 트랜지스터와 NPN트랜지스터의 특성을 실험을 통하여 알아본다. 5. J-FET와 MOS-FET의 특성을 실험을 통하여 알아본다.

실험 1 : 다이오드 특성 (Diode Characteristic)

이론

반도체 다이오드는 한쪽 방향으로는 전류를 잘 통과시키지만 반대 방향으로는 거의 전류를 통과시키지 않는다. 이것은 순방향 저항은 낮은 반면에 역방향 저항은 매우 높기 때문이다. 모든 반도체 다이오드는 대체적으로 단방향적 특성을 가지고 있다.

순방향 전류

그림 5-2 (a)와 같이 전원을 pn접합 다이오드의 p형쪽에 +극을 n형쪽에 대하여 -극을 연결할 때 순방향전압(forward voltage) 또는 순방향 바이어스(bias)가 걸려있다고 말한다. 이 때 다이오드를 통하여 큰 전류 즉, 순방향 전류(forward current)가 흐른다. 이는 p영역의 hole이 n영역으로, n영역의 전자가 p영역으로 활발히 흐름으로 인해 p영역에서 n영역으로 큰 전류(I)가 흐르게 된다.

역방향 전류

그림 5-2 (b)와 같이 pn접합 다이오드에 외부전압이 n형 쪽에 +, p형 쪽에 -가 되도록 가해질 때 역방향전압(reverse voltage) 또는 역방향 바이어스(bias)가 걸렸다고 말한다. 이때 다이오드를 통해 극히 미약한 전류 즉, 역포화전류(reverse saturation current)가 n영역에서 p영역으로 흐른다. 이 전류는 낮은 역방향전압에서 쉽게 최대치에 도달하며 역방향 전압을 높여도 그 이상 더 커지지 않으므로 역포화전류(I S )라고 부른다.

다이오드의 전류식

이상적인 다이오드에 흐르는 전류는 다음과 같이 표시된다.

위식에서 V T =T/11,600(상온에서 26mV), T는 절대온도, I S 는 역포화전류이고 n는 Ge에 대해서는 1, Si에 대해서는 2의 값을 가지는 정수이다. 위 식에서 보면 V=0이면 I=0이 되고 V > 0.1V인 경우 에 I≅I s ε40V의해 I는 지수적으로 증가하고 V < -0.1V인 경우 I≅I s 로 포화상태가 된다. 그림 5-3는 접합 다이오드의 v-i특성을 나타내며, 그림 5-3(b)는 Germanium 다이오드와 Silicon 다이오드의 v-i특성을 나타낸 것이다. 이 그림 5-3(b)에서 Si 다이오드는 약 0.7V, Ge 다이오드에서는 약 0.2V 이상에서 전류가 급격히 증가함을 볼 수 있다. 이 전압을 다이오드의 cutin 전압 또는 문턱전압(threshold voltage)이라고 한다. 실험 과정 1. 다이오드의 순방향전류와 역방향 전류의 특성을 실험하기 위해 M-05의 회로-1을 사용한다. 2. Ge 다이오드의 순방향전류를 측정하기 위해 1d-1c 단자에 전류계를 연결하고, 1c-1e, 1f-1b양단을 단락시켜 그림 5-4 (a)와 같은 회로를 구성한다. 입력전압을 표 5-1과 같이 변화시키며 순방향전류를 측정하여 기록한다. 3. Ge 다이오드의 역방향 전류를 측정하기 위해 역시 1e-1f단자에 전류계를 연결하고 1f-1d, 1e-1b를 단락시켜 그림 5-4(b)와 같이 회로를 구성한다. 입력전압을 표 5-1과 같이 변화시키며 역방향 전류를 측정하여 기록한다. 실험 5-1.1 Ge 다이오드 직류특성 측정 (M-05의 Circuit-1에서 그림 5-3와 같이 회로를 구성한다.) R1= 1kΩ일 때 1. 1. 결선방법(M-05의 Circuit-1) 1. 회로 결선 Circuit-1의 단자 1f와 1h간을 황색선으로 연결한다. 2. 전원 결선 M04 보드의 Signal Output의 A+ 단자와 Circuit-1의 Sig Input & DC Input 단자 1a(+) 간을 적색선으로 연결하고, A- 단자와 1b(-) 간을 흑색선으로 연결한다. 3. 계측기 결선 전류계 결선 별도의 Digital Multimeter의 전류 측정 기능을 사용하여 측정한다. Diode에 흐르는 전류 (I F ) 측정 : Circuit-1의 단자 1c에 Digital Multimeter의 적색선을 연결하고, 단자 1e에 흑색선을 연결한다. 전압계 결선 Diode 양단 전압 (V D ) 측정 : 다이오드 D1(Ge)의 단자 Ie와 전면패널 Multimeter High 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1f와 Low 단자 간을 흑색선으로 연결한다. 2. 결선도 flash 3. 측정 방법

1 Touch LCD 패널의 좌측 메뉴에서 variable power 를 선택하고, DC Source 탭을 선택한 후 Range 에서 10v 가 선택되었는지 확인한다. 2 Touch LCD 패널에서 좌측 메뉴에서 dmm 를 선택하고 dcv 를 클릭한다.. 3 Touch LCD 패널 하단의 quick launch 를 선택하고 Analog Output를 클릭한 다음 Function의 arrow right 를 클릭하여 DC Source 화면이 나오도록 한다. on 을 선택하고 00.0V의 우측에 arrow right을 클릭하여 입력전압을 표 5-1와 같이 변화시키면서 별도 Digital Multimeter에서 지시되는 순방향 전류값 (I F ) 과 DMM에서 지시되는 다이오드 양단의 전압값 (V D ) 을 표 5-1에 기록한다. 0.1V에서의 측정값 4 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한 다음 arrow left 으로 00.0V로 설정한다.

5 on 을 클릭한 다음 좌측의 arrow left 클릭하여 입력전압을 표 5-1와 같이 변화시키면서 별도 Digital Multimeter에서 지시되는 역방향 전류값(I F )과 DMM에서 지시되는 다이오드 양단의 역방향 전압값(V D ) 을 표 5-1에 기록한다. 6 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다. R2=300Ω일 때 1. 결선방법(M-05의 Circuit-1) 1. 회로 결선 Circuit-1의 단자 1f와 1h간을 황색선으로 연결한다. 2. 전원 결선은 R1=1kΩ 일 때 >1. 결선 방법 과 같다. 3. 계측기 결선 전류계 결선 별도의 Digital Multimeter의 전류 측정 기능을 사용하여 측정한다. Diode에 흐르는 전류(I F )측정 : Circuit-1의 단자 1i에 Digital Multimeter의 적색선을 연결하고, 단자 1e에 흑색선을 연결한다. 전압계 결선 Diode 양단 전압 (V D ) 측정 : 다이오드 D1(Ge)의 단자 Ie와 전면패널 Multimeter High 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1f와 Low 단자 간을 흑색선으로 연결한다. 2. 결선도 flash 3. 측정 방법 1 R1=1kΩ 일 때>1. 측정 방법 과 동일하며 순방향 특성 및 역방향 특성 측정값은 표 5-1에 기록한다. 2 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다. 4. 계산 1. Ge 다이오드 순방향 특성 측정시 입력전압이 2V인 경우 R1(1kΩ) 일 때와 R2(300Ω) 일 때 각각 흐르는 전류를 계산하고, Ge 다이오드에 흐르는 I F 전류 와 비교하시오.

실험 과정

1. Si 다이오드의 순방향전류를 측정하기위해 1g-1f 단자에 전류계를 연결하고, 1k-1l, 1n-1m’ 양단을 단락시켜 그림 5-4 (a)와 같은 회로를 구성한다. 입력전압을 표 5-1과 같이 변화시키며 순방향전류(I F )를 측정하여 기록한다.

2. Si 다이오드의 역방향 전류를 측정하기 위해 역시 1e-1f단자에 전류계를 연결하고 1k’-1n, 1l-1m를 단락시켜 그림 5-4 (b)와 같이 회로를 구성한다. 입력전압을 표 5-1과 같이 변화시키며 역방향 전류(I R )를 측정하여 기록한다.

실험 5-1.2 Si 다이오드 직류 특성 측정 (M-05의 Circuit-1에서 그림 5-3와 같이 회로를 구성한다.) R1= 1kΩ일 때 1. 결선방법(M-05의 Circuit-1) 1. 회로 결선 Circuit-1의 단자 1l와 1n 간을 황색선으로 연결한다. 2. 전원 결선은 실험 5-1.1 Ge 다이오드 직류특성 측정>전원 결선 과 같다. 3. 계측기 결선 전류계 결선 별도의 Digital Multimeter의 전류 측정 기능을 사용하여 측정한다. Diode에 흐르는 전류(I F )측정 : Circuit-1의 단자 1d에 Digital Multimeter의 적색선을 연결하고, 단자 1k에 흑색선을 연결한다. 전압계 결선 Diode 양단 전압 (V D ) 측정 : 다이오드 D2(Si)의 단자 Ik와 전면패널 Multimeter High 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1l과 Low 단자 간을 흑색선으로 연결한다. 2. 결선도 flash 3. 측정 방법 1 5-1.1 Ge 다이오드 직류특성 측정>측정방법 과 동일하게 측정하여 표 5-1에 기록한다. 2 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다. R2=300Ω일 때 1. 결선방법(M-05의 Circuit-1) 1. 회로 결선 Circuit-1의 단자 1l와 1n 간을 황색선으로 연결한다. 2. 전원 결선은 실험 5-1.1 Ge 다이오드 직류특성 측정>전원 결선 과 같다. 3. 계측기 결선 전류계 결선 별도의 Digital Multimeter의 전류 측정 기능을 사용하여 측정한다. Diode에 흐르는 전류 (I F ) 측정 : Circuit-1의 단자 1i에 Digital Multimeter의 적색선을 연결하고, 단자 1k에 흑색선을 연결한다. 전압계 결선 Diode 양단 전압 (V D ) 측정 : 다이오드 D2(Si)의 단자 Ik와 전면패널 Multimeter High 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1l과 Low 단자 간을 흑색선으로 연결한다. 2. 결선도 flash 3. 측정 방법 1 5-1.1 Ge 다이오드 직류특성 측정>측정방법 과 동일하게 측정하여 표 5-1에 기록한다. 2 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다. 4. 계산 1. Si 다이오드 순방향 특성 측정시 입력전압이 10V인 경우 R1(1kΩ) 일 때와 R2(300Ω) 일 때 각각 흐르는 전류를 계산하고, Si 다이오드에 흐르는 전류 I F 와 비교하시오.

실험 과정

1. 다이오드의 AC 특성을 실험하기 위해 표 5-2와 같이 입력 전압을 변화시키며 순 방향 전류 및 역방향 전류를 측정하여 기록한다. (단, 본 항은 가변이 가능한 AC 전압원이 있을 경우만 실험이 가능하다. 또한, 전류측정은 DC에서와 같이 직접적인 측정보다는 R 1 이나 R 2 양단 전압을 측정한 후 계산에 의한 간접적인 방법을 취하도록 한다.)

실험 5-1.3 Ge 다이오드 교류특성 측정 (M-05의 Circuit-1에서 그림 5-4와 같이 회로를 구성한다.) R1= 1kΩ일 때 1. 결선방법(M-05의 Circuit-1) 1. 회로 결선 Circuit-1의 단자 1f와 1h간을 황색선으로 연결한다. 2. 전원 결선 M05 보드의 Variavle Power의 V1 단자와 Circuit-1의 Sig Input & DC Input 단자 1a(+) 간을 적색선으로 연결하고, COM 단자와 1b(-) 간을 흑색선으로 연결한다. 3. 계측기 결선 전류계 결선 별도의 Digital Multimeter의 전류 측정 기능을 사용하여 측정한다. Diode에 흐르는 전류 (I F ) 측정 : Circuit-1의 단자 1c에 Digital Multimeter의 적색선을 연결하고, 단자 1e에 흑색선을 연결한다. 전압계 결선 R1 양단 전압인 VR1 측정 : 저항 R1의 단자 Ia와 전면패널 Signal Input에 CH A의 A+ 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1d와 A- 단자 간을 흑색선으로 연결한다. Diode 양단 전압 (V D ) 측정 : 다이오드 D1(Ge)의 단자 Ie와 전면패널 Signal Input에 CH B의 B+ 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1f와 B- 단자 간을 흑색선으로 연결한다. 2. 결선도 flash 3. 측정 방법 1 Touch LCD 패널의 좌측 메뉴에서 analog input 를 선택하고 Volt & Ampere Meter를 클릭한 후 CH A, CH B 각각 voltage , ac , rms 를 클릭한다. 2 Touch LCD 패널 하단의 quick launch 를 선택하고 Variable Power를 클릭한 다음 3 CH DC 우측의 arrow right 를 클릭하여 3 Phase AC 화면이 나오도록 한다. on 을 선택하고 00.0V의 우측에 arrow right 을 클릭하여 입력전압을 표 5-2와 같이 변화시키면서 별도 Digital Multimeter에서 지시되는 전류값 (I F ) 과 Signal Input에서 지시되는 저항 R1 양단에 전압값(VR1)과, 다이오드 양단의 전압값 (V D ) 을 표 5-2에 기록한다. AC 1V에서의 측정값 3 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한 다음 arrow left 으로 00.0V로 설정한다. R2=300Ω일 때 1. 결선방법(M-05의 Circuit-1) 1. 회로 결선 Circuit-1의 단자 1f와 1h 간을 황색선으로 연결한다. 2. 전원 결선은 실험 5-1.3 Ge 다이오드 교류특성 측정>전원 결선 과 같다. 3. 계측기 결선 전류계 결선 별도의 Digital Multimeter의 전류 측정 기능을 사용하여 측정한다. Diode에 흐르는 전류 (I F ) 측정 : Circuit-1의 단자 1i에 Digital Multimeter의 적색선을 연결하고, 단자 1e에 흑색선을 연결한다. 전압계 결선 R2 양단 전압인 VR2 측정 : 저항 R2의 단자 Ia와 전면패널 Signal Input에 CH A의 A+ 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1k와 A- 단자 간을 흑색선으로 연결한다. Diode 양단 전압 (V D ) 측정 : 다이오드 D1(Ge)의 단자 Ie와 전면패널 Signal Input에 CH B의 B+ 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1f와 B- 단자 간을 흑색선으로 연결한다. 2. 결선도 flash 3. Measurement 1 실험 5-1.3 Ge 다이오드 교류특성 측정>측정 방법 과 동일하며 측정값은 표 5-2에 기록한다. 이때 측정되는 값은 저항 R2 양단에 전압값(VR2)과, 다이오드 양단의 전압값(V D ) 이다. 2 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다.

실험 5-1.4 Si 다이오드 교류 특성 측정 (M-05의 Circuit-1에서 그림 5-4와 같이 회로를 구성한다.) R1= 1kΩ일 때 1. 결선방법(M-05의 Circuit-1) 1. 회로 결선 Circuit-1의 단자 1k와 1m 간을 황색선으로 연결한다. 2. 전원 결선은 실험 5-1.3 Ge 다이오드 교류특성 측정>전원 결선 과 같다. 3. 계측기 결선 전류계 결선 별도의 Digital Multimeter의 전류 측정 기능을 사용하여 측정한다. Diode에 흐르는 전류 (I F ) 측정 : Circuit-1의 단자 1d에 Digital Multimeter의 적색선을 연결하고, 단자 1k에 흑색선을 연결한다. 전압계 결선 R1 양단 전압인 VR1 측정 : 저항 R1의 단자 Ia와 전면패널 Signal Input에 CH A의 A+ 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1k와 A- 단자 간을 흑색선으로 연결한다. Diode 양단 전압 (V D ) 측정 : 다이오드 D2(Si)의 단자 Ik와 전면패널 Signal Input에 CH B의 B+ 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1l과 B- 단자 간을 흑색선으로 연결한다. 2. 결선도 flash 3. 측정 방법 1 5-1.3 Ge 다이오드 교류특성 측정>측정방법 과 동일하게 측정하여 표 5-2에 기록한다. 이때 측정되는 값은 저항 R1 양단에 전압값(VR1)과, 다이오드 양단의 전압값(V D )이다. 2 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다. R2=300Ω일 때 1. 결선방법(M-05의 Circuit-1) 1. 회로 결선 Circuit-1의 단자 1l와 1n 간을 황색선으로 연결한다. 2. 전원 결선은 실험 5-1.3 Ge 다이오드 교류특성 측정>전원 결선 과 같다. 3. 계측기 결선 전류계 결선 별도의 Digital Multimeter의 전류 측정 기능을 사용하여 측정한다. Diode에 흐르는 전류 (I F ) 측정 : Circuit-1의 단자 1i에 Digital Multimeter의 적색선을 연결하고, 단자 1e에 흑색선을 연결한다. 전압계 결선 R2 양단 전압인 VR2 측정 : 저항 R2의 단자 Ia와 전면패널 Signal Input에 CH A의 A+ 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1k와 A- 단자 간을 흑색선으로 연결한다. Diode 양단 전압 (V D ) 측정 : 다이오드 D2(Si)의 단자 Ik와 전면패널 Signal Input에 CH B의 B+ 단자 간을 적색선으로 연결하고 단자 1l과 B- 단자 간을 흑색선으로 연결한다. 2. 결선도 flash 3. 측정 방법 1 5-1.3 Ge 다이오드 교류특성 측정>측정방법 과 동일하게 측정하여 표 5-2에 기록한다. 이때 측정되는 값은 저항 R2 양단에 전압값(VR2)과, 다이오드 양단의 전압값 (V D ) 이다. 2 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다.

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