A+받은 다이오드 정류회로(반파정류,전파정류) 예비보고서

실험 6. 다이오드 회로와 발광 다이오드 회로

1. 실험목적 (1) 다이오드의 순방향 및 역방향 바이어스에 의한 다이오드의 전압-전류 특성을 이해한다. (2) 다이오드 정류 회로의 동작을 이해한다. (3) 발광 다이오드의 특성을 이해하고 7세그먼트 표시 소자의 동작을 이해한다. 2. 실험 이론 (1) 다이오드의 특성 p형 Si(실리콘) 반도체와 n형 Si 반도체를 접합하면 다이오드가 형성된다. 이 반도체 소자는 전류를 한쪽 방향으로만 통과시키는 특성이 있다. 아래의 그림 1은 다이오드의 개념도와 기호를 나타낸다.

그림 1 p-n 접합 다이오드 그림 1의 다이오드에 대해서 양극(anode)에 (+)전압, 음극(cathode)에 (-)전압을 인가해주는 경우 전류가 양극에서 음극으로 흐른다. 이와 같이 전압을 인가하는 것을 “순방향 바이어스를 건다”라고 한다(그림 2 (a)의 상황). 한편 이와 반대로 양극에 (-)전압, 음극에 (+)전압을 인가해주는 경우 다이오드는 전류의 흐름을 차단하고, 이와 같이 전압을 인가하는 것을 “역방향 바이어스를 건다”라고 한다(그림 2 (b)의 상황).

그림 2 다이오드의 바이어스 따라서, p-n 접합 다이오드의 전압-전류 그래프는 그림 3과 같다. 단, 이러한 그래프는 이상적인 다이오드에서의 전압-전류 관계이다.

그림 3 다이오드의 V-I

그림 4 Si 다이오드 p-n 접합 다이오드의 실제적인 전압-전류 특성을 측정해보면 그림 4와 같다. 인가 전압의 낮은 범위(0.7V 이하)에서 다이오드 내에 흐르는 전류는 아주 작으나, 0.7V 이상의 순방향 전압을 인가하면

-…(생략)

그림 5 순방향 전압 강하 를 고려한 다이오드 모델 (2) 정류 회로 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 것을 ‘정류’라 한다. 정류 회로에는 반파 정류와 전파 정류 회로의 2가지가 있는데 이 회로에서 다이오드가 사용된다. 그림 6은 반파 정류 회로도 및 전압의 정류 결과를 나타낸다.

그림 6 반파 정류 회로 맨 오른쪽의 정류된 전압값을 확인해보면 입력전압의 파형에서 양의 반파 동안에는 다이오드가 순방향 바이어스가 되어 출력에 입력전압이 그대로 나타나고, 음의 반파 동안에는 역방향 바이어스가 되어 출 력이 0이 되어 직류 성분만 포함된 DC 전압을 출력하게 된다. 이때 출력의 평균값

그림 7 전파 정류 회로 그림 7은 중간 탭 변압기를 이용한 전파 정류 회로를 나타낸다. 회로에서 입력전압 v의 양의 반파 동안에는 다이오드 이 순방향 바이어스, 가 역방향 바이어스가 되어 출력에 입력의 파형이 출력되고 음의 반파 동안에는, 가 순방향 바이어스, 이 역방향 바이어스가 되어 역시 출력에 입력전압이 그대로 출력된다. 즉, 전파 정류 회로이다. 이때 출력의 평균값 는 이 된다. (3) 발광 다이오드