기초전기전자실험 보고서 - Semiconductor, OP-amp

소개

경북대 기계공학부 기초전기전자실험 A+받은 레포트입니다.

목차

Ⅰ. 다이오드 특성 실험
1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험과정
4. 실험결과
5. 고찰

Ⅱ. 제너 다이오드 특성 실험
1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험과정
4. 실험결과
5. 고찰

Ⅲ. 보충과제
1. 트랜지스터(transistor)
2. 연산증폭기(OP-AMP)

본문내용

Ⅰ. 다이오드 특성 실험
1. 실험목적
게르마늄(Germanium)과 실리콘(Silicon) 다이오드의 특성에 대하여 알아본다.

2. 실험이론
(1) 다이오드의 원리 및 이론적 배경
다이오드(diode)는 게르마늄(Ge)이나 규소(Si)로 만들어지고, 주로 한쪽 방향으로 전류가 흐르도록 제어하는 반도체 소자를 말한다. 정류, 발광 등의 특성을 지니는 반도체 소자이다. 최초의 다이오드는 진공관(vacuum tube)으로 만들어졌다. 진공관 다이오드는 플레이트 전극(anode)와 열음극(hot cathode)으로 두개의 전극으로 이루어진다.
오늘날의 대부분의 다이오드는 실리콘(Si)으로 만들어 지지만, 셀레늄(selenium)이나 게르마늄(germanium) 등의 반도체 등을 사용하기도 한다. 대부분의 반도체 다이오드는 p-n 접합으로 두개의 전극을 갖는 반도체 결정체이다.
다이오드는 반도체의 PN 접합에 바탕을 두고 있다. PN 다이오드에서 전류는 P형 반도체(anode) 면에서 N형 반도체(cathode) 면으로만 흐를 수 있다.

공핍 영역(depletion region)은 p–n 접합 후, 바로 즉각적으로 형성된다. 접합 후 열평형이 이루어지면서 안정 상태로 되고, 이것을 동적 평형이라고 부른다.
다이오드의 전류-전압 특성 곡선은 PN 접합의 소위 공핍층(depletion layer)의 행동에 의한 것으로 해석된다. PN 접합이 처음 생성되면, N영역의 자유영역 전자들이 정공이 많은 P영역으로 확산된다. 자유 전자들이 정공과 결합한 후에는 정공은 사라지며 전자들은 더 이상 자유롭지 못하게 된다. 따라서 두 속성의 전하 캐리어들(정공과 전자)이 모두 사라지고, PN 접합 주변 지역은 마치 부도체인 것처럼 동작한다. 이를 재결합이라고 한다. 하지만 공핍층의 크기에는 한계가 있고 얼마 후에는 재결합이 끝나게 된다.

다이오드의 전류-전압 특성은 두 동작영역으로 나눠 설명할 수 있다.
순방향 바이어스 : 외부 전압을 다이오드 공핍층에 생긴 built-in potential과 반대 극 방향으로 걸어주면, 재결합을 다시 시작한다.

참고자료

· 없음