[전기전자기초실험]4장 - 다이오드 종류 및 특성 [예비&결과]

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<예비 보고서>
▶▶ 접합 다이오드
1. 바이어스란 무엇인가?
전자관이나 트랜지스터의 동작 기준점을 정하기 위하여 신호전극 등에 가하는 전압 또는 전류, 이 전압을 독립적인 전원에서 주는 것을 고정 바이어스, 회로의 동작 전류를 이용해서 만드는 것을 자체 바이어스라 한다. 예를 들면 3극 진공관의 경우, 제어 그리드를 영전위로 해두면, 가해진 신호전압이 플러스일 때 전자류가 일부 제어그리드로 흘러 충분한 증폭을 할 수가 없다. 따라서 제어그리드의 동작점을 마이너스로 유지할 필요가 있으므로 음의 직류전압이 가해진다. 이것을 바이어스 전압이라 한다. 또한 일반적으로 이와 같은 어떤 신호의 처리를 할 경우에 바람직한 결과를 얻기 위하여 그 신호에 직류분이나 일정한 신호를 부가할 때, 이 부가분을 바이어스라 부른다. 예를 들면, 자기녹음에서는 변형이나 잡음이 적은 녹음결과를 얻기 위하여 녹음 헤드에 50~100㎑의 일정한 교류 신호를 가하는데, 이것을 교류바이어스라 한다.

2. 바이어스를 회로 상에 도입하는 이유를 서술하시오.
다이오드가 작동하려면 약 0.7V의 전압이 필요하다(Ge 다이오드는 0.3V). 회로상에서 다른 소자에 영향을 미치지 않고 다이오드를 작동시키기 위해서 바이어스가 필요한 것이다.


3. 접합다이오드가 순방향 바이어스일 때 전류가 흐르게 되고, 역방향일 때 전류는 도통 되지 않는 이유에 대해 조사하라.
전위 장벽(공핍층) 때문이다. 전위 장벽이 생기는 이유는 실리콘 4가(진성반도체)원소에 n형(5가) p형(3가)의 불순물을 도핑을 하게 되면, 농도차에 의한 확산 현상이 일어 난다. n형에 잉여전자가 p에 정공과 결합함으로서 n형과 p형 사이에는 전위 장벽 이 생기는데, n형 쪽에는 전자를 뺏겨서 +이온으로 p형쪽은 전자를 얻어서 -이온으로 이온화 된다. 이러한 확산 현상과 함께 접촉면에는 +쪽에서 -쪽으로 전계란 새로운 힘이 발생하게 된다. 농도차에 의한 확산 현상과 공핍층에서 생성된 전계란 힘이 평행상태에 이르게 되는데, 이 때의 전압은 약 0.7V가 된다. 다이오드는 평상시에 공핍층에서 전자의 흐름을 방해하기 때문에 전류가 흐르지 않는다. 하지만 순방향으로 0.7V 이상의 전압을 걸어준다면 전류가 흐르게 되는 것이다.

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