전자공학실험1 - Diode 기본 소자 실험

소개

다이오드의 기본적인 특징을 알아보기 위한 실험 (예비,결과)레포트입니다.
- 다이오드/제너 다이오드 기본 특성
- 다이오드에 교류 신호를 인가하였을 때의 전류 및 전압 특성

목차

1. Diode 개요
2. P-N 접합 다이오드
3. 다이오드의 종류들
4. 정류회로에서의 ripple율

본문내용

1. Diode 개요
P형 반도체와 N형 반도체를 접합시키고 P형 반도체와 N형 반도체 끝에 각각 금속전극을 붙인 것을 P-N 접합 다이오드(P-N jungtion diode)라고 하는데 실제에 있어서는 Si이나 Ge 등과 같은 반도체의 한쪽 부분에 Pgud 불순물을 도핑하고, 다른 한쪽 부분에 N형 불순물을 도핑하여 만든다.

2. P-N 접합 다이오드
2-1 P-N 접합

그림 1은 P-N 접합을 나타낸 것인데 접합을 하지 않은 상태에서 실내온도인 경우 P형 반도체의 다수반송자인 정공은 가전자대의 전자가 억셉터 준위로 옮겨감으로써 생긴 것이고, 소수반송자인 전자는 매우 적은 수의 정공이 전도대로 옮겨감으로써 생긴 것이다.
N형 반도체의 다수반송자인 전자는 도너 준위에서 전도대로 옮겨감으로써 생긴 것이고, 소수반송자이니 정공은 매우 적은 수의 전자가 가전자대에서 전도대로 옮겨감으로써 생긴 것이다. 이들은 전자나 정공의 흐름이 없는 상태가 된다.
그림 1과 같이 P-N 접합을 하면 접합면을 통하여 P형측의 다수반송자인 정공은 N형쪽으로, N형측의 다수반송자인 전자는 P형쪽으로 각각 확산을 하게 되며 확산은 접합면의 가까운 쪽에서부터 하게 된다.
따라서 P형측의 정공이 N형쪽으로 옮겨간 자리는 -로 대전되고, N형측의 전자가 P형쪽으로 옮겨간 자리는 +로 대전되어 접합면 부근에서는 N형쪽에서 P형쪽으로 향하는 전계가 생긴다. 이 전계는 확산을 방해하므로 전계가 매우 크게 되면 전자나 정공의 확산이 이루어지지 않게 되는데 이와 같이 생긴 전계를 전위장벽 이라고 하며, 전계가 생긴 접합면의 영역을 공핍층 또는 공간 전하영역이라고 한다. 공핍층에 의해서 생기는 접합용량 C는 다음과 같은 식으로 나타낸다.
※ C= (ℇ는 유전율로서 ℇ=, =,는 반도체의 유전율)
그림 2는 P-N 접합의 에너지대를 나타낸 것이다. 실내온도인 경우 (외부에 다른 에너지를 가하지 않고) 전도대에 있는 P형의 전자들은 접합면에서 생긴 전계 (P형쪽에는 -전계, N형쪽에는 +전계)

참고자료

· Microelecronic Circuits 5th Edition.(Sedra/Smith)
· 전자․전기․정보․통신 전공자를 위한 전자 회로 기초 (김흥기 저, 일진사)
· www.wikipedia.org