[공학]제너 다이오드(기초전자회로실험 예비보고서)

소개

제너 다이오드(기초전자회로실험 예비보고서)입니다.

목차

Ⅰ. 실험목적
Ⅱ. 관련이론
1. 제너 다이오드
2. 제너다이오드와 일반다이오드의 비교
3. 제너 다이오드의 정전압작용
Ⅲ. 실험방법(제너 다이오드)
A. 제너 다이오드의 순방향 및 역방향 바이어스
B. 전원전압을 변화하는 경우
C. 제너 다이오드의 전압-전류 특성
Ⅳ. 검토사항
Ⅴ. 연습문제

본문내용

Ⅰ. 실험목적
제너 다이오드의 직류 특성을 조사한다.

Ⅱ. 관련이론
1. 제너 다이오드
제너다이오드는 다이오드에 역방향 전압을 가했을때 전류가 거의 흐르지 않다가 어느 정도 이상의 고전압을 가하면 접합면에서 제너 항복이 일어나 갑자기 전류가 흐르게 되는 지점이 발생하게 된다.
제너다이오드는 낮은 전압에서 항복현상이 발생되도록 도핑되어있으며, 일단 제너 다이오드가 항복현상을 일으키면 상당히 넓은 범위의 전류영역에 걸쳐 전압이 거의 일정하게 된다. 이 지점 이상에서는 다이오드에 걸리는 전압은 증가하지 않고, 전류만 증가하게 되는데 이러한 특성을 이용하여 레퍼런스 전압원을 만들 수 있다.
예를들어, 만약 3V의 역전압에서 제너항복이 일어나는 다이오드를 만든다면, 이것을 이용하여 + 혹은 - 3V의 기준전압을 만들 수가 있다.

PN접합의 항복(Breakdown)영역에서 동작특성이 나타나도록 제작된 다이오드로 주로 정전압용으로 사용된다. PN반도체의 도핑레벨(Doupping Level)을 변화시켜서 2 ~ 200 [V]의 항복범위를 갖도록 해당 전압별로 제작된다.
제너(Zener)항복은 애벌런취(Avalanche)항복과 달리 다이오드가 강하게 도핑(Doupping)되면 공핍층이 대단히 좁아지므로 공핍층에서 생기는 전계의 세기가 300,000[V/cm]정도가 되면 가전자대 전자가 전도대로 충분히 끌어 올려지는데 이러한 형태에 의한 항복을 말하며, 고전계방출(Highh Field Emission)이라고도 한다.
제너다이오드의 특성에서 항복전압 Vz에 도달하기까지 역방향 전류는 무시할 수 있다. Vz에서는 급경사적으로 나타나므로 전류는 거의 수직적으로 나타난다. 대부분의 항복영역구간에 걸쳐 출력전압은 Vz와 같게된다.
제너다이오드의 소비전력 Pz는
Pz = Vz * Iz
로 표현되는데 이 값이 최대치(Data Sheet 상에 표시)이하인 경우는 제너다이오드가 파손되지 않고 원상복귀된다. 제너다이오드의 정격용량은 1/4 ~ 50[W]정도이다.

2. 제너다이오드와 일반다이오드의 비교

순방향 바이어스된 실리콘 제너 다이오드는 약 1㎃정도의 전류가 흐르는 경우 다이오드양단 전압은 일반용 다이오드와 마찬가지로 약 0.6V가 된다.
그러나 역방향 바이어스를 가하는 경우 제너 다이오드는 기준전압에서 항복현상을 일으키지만 일반용 다이오드는 그 항복영역이 상당히 높고 넓어서 다음 그림과 같은 특성을 갖는다.

참고자료

· 없음