반도체와 다이오드

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본문내용

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여기서, T는 절대온도이고, IS는 역방향 포화전류(reverse saturation current)라 불리운다. 전압 V를 volt의 단위로 썼을 때, 실온(T=300 K)에서 q/kT의 값은 약 39 정도이다. 이를 그림으로 그리면, 그림 4의 오른쪽 부분과 같다.
그림 4. 다이오우드의 전류-전압 특성 곡선
식 (1)에는 포함되지 않았지만, 역방향 전압이 어느 정도 이상 커지게 되면 전류가 갑자기 커지는 현상이 일어나는데, 이를 역방향 항복(reverse breakdown)이라고 한다. 그림 4에는 이 역방향 항복도 그려져 있다. 역방향 항복은 결합에 참여하고 있던 전자들이 강한 전기장에 의해 결합에서 이탈하여 전기전도에 참여함으로써 일어나는 현상으로, 보통의 다이오우드는 역방향 항복이 일어나면 타서 망가지게 된다.
그림 4에서 보듯이 다이오우드는 비선형 전류-전압 특성을 가지고 있어서, 정적저항과 동적저항을 구분하여 사용하여야 한다. 특히, p쪽과 n쪽을 잘 구분하여 사용하여야 하므로, 그 회로기호도 그림 5처럼 방향성이 잘 나타나는 기호로 사용하는데, p쪽을 양극(anode), n쪽을 음극(cathode)이라고 부르기도 한다.
그림 5. 다이오우드의 회로기호
3. 실험기구
직류 전원 (6 V, 60 V, DC)
저항 (33 , 33 k , 2 W), 가변저항 (25 k , 2 W)
다이오우드 (1N100 [Ge diode], 1N914 [Si diode])
Multimeter (2 개)
4. 실험 방법
(1) 다이오우드의 순방향 전류-전압 특성
1) 그림 6의 회로를 만들되, Si 다이오우드를 사용하시오. 다이오우드에서 띠가 둘려 있는 쪽이 음극입니다.
2) Vf를 변화시키며 If의 값을 관측하다가, If의 값이 표 1과 같이 되었을 때의 Vf의 값을 측정하여 기록하시오.
3) Si 다이오우드 대신 Ge 다이오우드를 사용하여 실험을 반복하여 표 2에 기록하시오.
그림 6. 순방향 특성곡선 측정회로
(2) 다이오우드의 역방향 전류-전압 특성
1) 그림 7의 회로를 만들되, Si 다이오우드를 사용하시오.
2) Vr의 값을 표 1과 같이 변화시키면서 Ir의 값을 측정하여 기록하시오.
3) 순방향 데이터와 합하여, Si 다이오우드의 전류-전압 특성곡선을 그리시오.
4) Si 다이오우드 대신 Ge 다이오우드를 사용하여 실험을 반복하시오.
그림 7. 역방향 특성곡선 측정회로
실 험 결 과 보 고 서
보고자: 학과 및 학년
학 번
이 름
보 고 일 자 :
실험제목 : 반도체 다이오우드의 특성
I. 측정값
표 1 Si 다이오우드
If (mA)
0.0
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
2.0
4.0
6.0
10
Vf (V)
Ir (mA)
Vr (V)
0
5
10
15
20
25
30
표 2 Ge 다이오우드
If (mA)
0.0
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
2.0
4.0
6.0
10
Vf (V)
Ir (mA)
Vr (V)
0
5
10
15
20
25
30
그래프
II. 토의 사항

키워드

반도체,   다이오드,   반도체,   반도체,   반도체,   반도체