A+받은 제너 다이오드 특성(지너 다이오드) 예비보고서

실험 7. 지너 다이오드와 직류 전원 회로

1. 실험목적 (1) 지너 다이오드의 전기적 특성을 이해하고 일반 다이오드와 다른 특성을 비교한다. (2) 지너 다이오드의 정전압 특성을 이해한다. (3) 지너 다이오드의 정전압 특성을 이용한 직류 전원 회로를 실험하고, 동작을 이해한다. 2. 실험 이론 (1) 지너 다이오드의 전기적 특성 지너 다이오드는 그림 1과 같은 기호로 나타낸다.

그림 1 지너 다이오드의 기호 이러한 지너 다이오드는 다음 그림 2와 같은 전압-전류 특성을 갖는다.

그림 2 지너 다이오드의 V-I 순방향 바이어스에서 지너 다이오드는 Si 접합 다이오드와 동일하게 전압의 증가에 따라 전류가 증가 한다. 역방향 바이어스에서는 지너 다이오드는 Si 접합 다이오드와는 다른 특성을 갖는다. Si 접합 다이 오드는 역방향 바이어스에 대해 전류를 차단하는 특성을 갖는다. 그러나, 지너 다이오드는 역방향 전압 의 일정 부분까지 포화 전류( )라고 부르는 작은 역방향 전류가 흐른다. 이 역방향 전류 는 역방향 전압의 크기와 거의 무관하게 지너 전압 근처의 지너 항복 영역에 도달할 때까지 일정하게 유지된 다. 이 지너 전압 근처에서 지너 다이오드에 흐르는 역방향 전류는 급격히 증가하게 된다. 이는 캐 리어의 눈사태 효과(avalanche effect) 때문이다. -눈사태 효과란 본 그림에서 위쪽은 p형, n형 반도체를 나타낸다. 또한, 가운데 의 공핍층에는 자유전자가 존재한다. 이때 외부전계 가 역방향 바이어스로 가해지는 상황을 가정해보자. 외부전계에 의해 공핍 층의 자유전자는 n형 반도체쪽으로 가속하게 된다. 외부전계에 의해 가속되어 에너지를 얻은 자유전자가 n형 반도체 내의 전자 와 충돌하여 전자를 둘로 갈라놓게 된다. 이러한 상황이 소수의 캐리어(전자)로 인해 발생하며, 기하급수적으로 전류를 증가시키 게 된다. 그림 3 p-n 접합의 눈사태 효과

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