실험 6. 제너 다이오드제출일 : 2016년 4월 11일분 반학 번조성 명(1) 제너 다이오드 바이어스 특성에 대하여 조사하라제너 다이오드의 동작 특성곡선은 본질적으로 일반 다이오드와 같지만 역방향 항복전압을 제조공정에서 시하학적 제어와 불순물 첨가 등에 의해 예측할 수 있는 측정값이 되도록 제조된 다이오드이다. 일반적으로 3V에서 200V까지의 역방향 항복 혹은 제너 전압V _{Z}를 갖는 다이오드를 만들 수 있는데 이러한 특이한 종류의 다이오드를 일반적으로 제너 다이오드라고 한다. 순방향 바이어스에서 인가 전압이 증가함에 따라 순방향 전류도 증가하며, 역방향 바이어스 되면 포화전류(I _{S})라 하는 작은 역방향 전류가 흐른다. 이 역방향 전류I _{S}는 역방향 바이어스 전압이 증가하더라고 제너 전압V _{Z}근처의 제너 항복 영역에 도달할 때까지는 비교적 일정하게 유지된다.이V _{Z} 근처에서 역방향 전류는 캐리어의 눈사태 효과 때문에 급증한다. 결국 역방향 바이어스 전압이V _{Z}에 도달하면 제너 항복 현상이 발생한다. 제너 항복은 다이오드의 파괴를 의미하는 것이 아니며, 다이오드를 통해 흐르는 전류가 외부 회로에 의해 정격 전력 범위 이내로 제한되는 한, 그 다이오드는 정상적으로 동작한다. 즉, 제너 항복 전류상태와 포화전류상태간의 스위칭 과정은 다이오드를 손상시키지 않고 계속해서 반복될 수 있다. 이 때 하나의 상태에서 다른 상태로 바꾸는데 필요한 시간을 회복시간이라 한다. 제너 다이오드의 항복 전압은 다이오드의 재료와 구조에 의존하며, 현재 1에서 수백 V까지의 제너 전압을 갖는 다이오드가 만들어지고 있다.(2) 정전압 회로 이외의 제너 다이오드의 용도에 대하여 조사하라op amp 궤환단에 넣어서 최대 출력전압을 제한할 때 사용한다. 출력 전압이 제너전압 이하 일 때는 부궤환이 설정 된 수치로 되고 전압이 오버하면 궤환이 100% 걸려서 출력 전압이 리미트 된다. 신호입력이 과대해지면 곤란한 경우에 입력단 신호 리미터로 사용한다. 입력 전압이 제너항복 전압이상 일 때 전압이상 올라가지 못하도록 한다. 파형을 정형 할 때도 사용한다. 사인파 등을 제너회로를 이용하여 파형 상단부분을 적당히 잘라버리고 전자 기타앰프 등에서 디스토션 발생용(파형 정형)으로 사용한다. 증폭소자 입력보호에도 사용한다. IGBT 등의 소자의 게이트부분에 이상과전압 방지로 제너다이오드를 사용한다. 일정 전압의 센싱용으로 전압 디텍터로도 사용한다.
