다이오드 및 전파, 반파, 브릿지 정류

1. 실험 목적
(1) 순방향 및 역방향 바이어스(bias) 전압이 접합 다이오드(junction diode)의 전류에 미치는 효과를 측정한다.
(2) 접합 다이오드의 전압-전류 특성을 실험적으로 결정하고 도시한다.
(3) 접합 다이오드를 저항계로 시험하는 법을 익힌다.


2. 기초 이론

-> 다이오드 사진

실제적인 다이오드는 소자의 많은 파라미터로 인해 단순하지는 않다. 다이오드에 외부 전압을 가하여 동작시키는 데 이것을 바이어스(bias)라고 하며, 전압을 가하는 방향에 따라 순방향 바이어스(forward bias)왿� 역방향 바이어스(reverse bias)의 두 가지가 있다.
순방향 바이어스시 다이오드는 다수 캐리어의 이동에 의해 충분한 전류가 흐르고, 역방향 바이어스는 다이오드는 소수 캐리어의 이동으로 인해 미소한 누설 전류만이 흐르게 된다. 따라서 다이오드의 순방향 저향은 매우 작으나 역방향 저항은 대단히 커지게 된다. 이왿� 같은 다이오드의 전압, 전류 관계를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
(1.1)
여기서, Is는 역방향 포화전류, T는 절대온도, n은 이상계수(ideality factor)로서, 1～2 사이의 값을 가지며 그 물질과 온도에 의존한다.
Si 다이오드의 여러 가지 온도에 따른는 전압-전류 특성 변화를 그림 1-3에 보여주고 있다. 이 결과에서 알 수 있듯이, 온도가 상승하면 역방향 포화전류 Is가 증가하고, 순방향 전류도 증가한다.
또한 최대 전력 또는 소비 정격은 다음 식으로 표시된다.
(1.2)
여기서, 왿� 는 특정한 동작점에서의 다이오드의 전류 및 전압이다.
반도체 다이오드의 정부판정은 멀티 테스터(multi-tester)이 저항계를 이용하여 쉽게 알 수 있다. 멀티 테스터의 내부에는 건전지가 내장되어 있고, 멀티 테스터를 저항계로 사용할 때 멀티 테스터의 흑색 리드는 (+)극을, 적색 리드는 (-)극을 띠게 되므로 흑색 리드를 애노드에, 적색 리드는 캐소드에 접속시키면 멀티 테스터의 지침은 움직여 낮은 저항을 지시하게 되고, 이왿� 반대로 하면 다이오드의 역 바이어스가 되어 전류가 흐르지 못하므로 멀티 테스터의 지침은 거의 움직이지 않게 되어 (높은 저항을 지시) 다이오드의 판정을 간단하게 할 수 있다.
이 때 멀티 테스터의 range는 정도에 두는 것이 좋다. 한편 VOM이나 VTVM을 사용할 경우는 이왿� 반대가 된다.