[전자회로실험] 다이오드 정류 회로 결과보고서

문서 내 토픽

1. 반파 정류 회로

실험 1에서는 반파 정류 회로를 구성하고 입력과 출력 파형을 관찰했다. 입력 파형은 정현파이지만 다이오드를 거치면서 (+)값만 남아 있는 파형이 출력되었다. 이는 다이오드의 정류 작용에 의한 현상이다. 또한 출력 파형이 입력 파형에 비해 최대값이 작은 것을 관찰할 수 있는데, 다이오드를 지나며 약 0.7V만큼 감소했기 때문이다. 회로에 커패시터를 병렬로 연결하면 다이오드를 통과한 전압이 커패시터 내부에 충전되고, 최대값에서 다이오드에 전류가 통하지 않을 때에는 커패시터의 전압이 방전된다. 이를 통해 다이오드와 축전기를 이용하면 교류 전압을 입력했을 때 직류전압과 유사한 파형으로 만들 수 있다는 것을 알 수 있다. 리플 전압은 커패시턴스값과 저항값에 반비례한다.
2. 전파 정류 회로

실험 2에서는 전파 정류 회로를 구성하고 입력과 출력 파형을 관찰했다. 입력파형은 정현파이고 출력 전압은 두 개의 다이오드를 거치면서 (+)값은 그대로 출력되지만 (-)값은 시간 축을 기준으로 대칭인 형태의 파형이 출력되었다. 이는 두 개의 다이오드에 번갈아가며 출력되기 때문이다. 또한 출력 파형이 입력 파형에 비해 최대값이 작은 것을 관찰할 수 있는데, 두 개의 다이오드를 지나며 약 1.4V만큼 감소했기 때문이다. 회로에 커패시터를 병렬로 연결하면 다이오드를 통과한 전압이 커패시터 내부에 충전되고 최대값에서 감소하다 다시 충전되는 모습을 관찰할 수 있다. 하지만 반파정류회로와 다르게 (-)부분에서도 충전이 되기 때문에 충전 주기는 2배임을 확인할 수 있었다. 리플 전압 역시 커패시턴스값과 저항값에 반비례한다.
3. 브리지 정류 회로

실험 3에서는 브리지 정류 회로를 구성하고 입력과 출력 파형을 관찰했다. 입력 파형은 정현파이고 출력 파형은 (-)부분이 뒤집어진 절대값 사인파, 정파 정류회로와 동일한 파형이다. 브리지 정류 회로의 경우 다이오드를 두 개 거치기 때문에 0.7V의 두 배인 1.4V의 전압강하가 발생한다. 회로에 커패시터를 병렬로 연결하면 다이오드를 통과한 전압이 커패시터 내부에 충전되고 최대값에서 감소하다 다시 충전되는 모습을 관찰할 수 있다. 정파 정류 회로와 마찬가지로 (-)부분에서도 충전이 되기 때문에 충전 주기는 2배임을 확인할 수 있었다. 리플 전압 역시 커패시턴스값과 저항값에 반비례한다.
4. 정류 회로 비교

반파 정류 회로, 전파 정류 회로, 브리지 정류 회로를 비교해 보면 다음과 같다. 반파 정류 회로는 다이오드를 1개만 통과하기 때문에 약 0.7V의 전압 강하가 발생하고, 전파 정류 회로는 다이오드를 두 개 거치기 때문에 0.7V의 두 배인 1.4V의 전압강하가 발생한다. 브리지 정류 회로는 다이오드를 두 개 거치기 때문에 1.4V의 전압강하가 발생한다. 또한 반파 정류 회로는 주파수를 유지시키고 (+)부분의 반주기만 통과시키기 때문에 리플 값이 크고, 전파 정류 회로와 브리지 정류 회로는 주파수가 두 배로 늘어나 리플 값이 작다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 반파 정류 회로

반파 정류 회로는 가장 기본적인 정류 회로 중 하나입니다. 이 회로는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 데 사용됩니다. 반파 정류 회로는 단순한 구조와 낮은 비용으로 인해 많은 응용 분야에서 사용됩니다. 그러나 이 회로는 출력 전압이 교류 전압의 절반 수준에 불과하고 리플 전압이 크다는 단점이 있습니다. 따라서 보다 안정적인 직류 전압이 필요한 경우에는 전파 정류 회로나 브리지 정류 회로와 같은 더 복잡한 회로를 사용해야 합니다.
2. 전파 정류 회로

전파 정류 회로는 반파 정류 회로에 비해 더 복잡한 구조를 가지고 있지만, 출력 전압이 교류 전압의 전체 크기에 가깝고 리플 전압이 작다는 장점이 있습니다. 이 회로는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 데 널리 사용됩니다. 특히 전력 공급 장치, 전자 기기, 전기 모터 등의 분야에서 많이 활용됩니다. 전파 정류 회로는 반파 정류 회로에 비해 효율이 높고 출력 전압이 안정적이라는 점에서 더 선호되는 경향이 있습니다.
3. 브리지 정류 회로

브리지 정류 회로는 전파 정류 회로와 유사한 구조를 가지고 있지만, 다이오드의 배치가 다릅니다. 브리지 정류 회로는 전파 정류 회로에 비해 출력 전압이 더 높고 리플 전압이 더 작습니다. 또한 브리지 정류 회로는 입력 전압의 극성에 관계없이 동작할 수 있다는 장점이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 브리지 정류 회로는 전력 공급 장치, 전기 기기, 전자 제품 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 다만 구성 요소가 더 많아 비용이 증가한다는 단점이 있습니다.
4. 정류 회로 비교

세 가지 정류 회로(반파, 전파, 브리지)를 비교해 보면 다음과 같은 특징이 있습니다. 반파 정류 회로는 가장 단순한 구조와 낮은 비용으로 구현할 수 있지만, 출력 전압이 낮고 리플 전압이 크다는 단점이 있습니다. 전파 정류 회로는 반파 정류 회로에 비해 출력 전압이 높고 리플 전압이 작지만, 구성 요소가 더 많아 비용이 증가합니다. 브리지 정류 회로는 전파 정류 회로보다 출력 전압이 더 높고 리플 전압이 더 작지만, 구성 요소가 가장 많아 비용이 가장 높습니다. 따라서 응용 분야와 요구 사항에 따라 적절한 정류 회로를 선택해야 합니다.

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