반도체 다이오드에 대해
정류기(rectifier)라고도 부릅니다. 보통 생각하는 다이오드는 반도체 다이오드일 것이다. 위의 2극 정류관과 같이 양극(anode)에서 음극(cathode)으로만 전류가 흐르는 소자를 뜻합니다. 동일한 작동을 하나 구조는 반도체를 이용하는 것으로 다릅니다. 순수한 규소(실리콘, Si) 덩어리에 불순물 약간을 첨가하면 특수한 전기적 성질을 띠는데, 이 때 양극 쪽으로 쓰이는 것은 P형 반도체, 음극 쪽으로 쓰이는 것은 N형 반도체라고 합니다. 이 두 개를 결합 시킨 것이 다이오드. 당연히 P→N 방향으로만 전류가 통하며 N→P는 전자의 척력 때문에 전기가 통하지 않습니다. 다만 이상적인 다이오드의 설명과는 다르게, 다이오드도 작동시키려면 어느 정도 이상의 전압이 필요합니다. 이를 문턱 전압(threshold voltage)이라고 하고, 규소(Si)로 만든 다이오드의 경우 0.7 V, 쇼트키 다이오드의 경우 0.5 V, 저마늄(Ge)으로 만든 다이오드의 경우에는 0.3 V 정도 됩니다. 생물로 치면 정맥에서 볼 수 있는 판막과 같은 역할을 합니다. 이를 활용하여 PNP, NPN 구조로 만든 것이 바로 트랜지스터입니다. 그리고 LED, 광다이오드(photo-diode, PD) 등은 이쪽 계열의 친척. 비슷한 소자로는 사이리스터나 TRIAC, PUT 같은 것들이 있습니다.
종류로는 제너(Zener) 다이오드, 쇼트키(Schottky) 다이오드, 버랙터(varactor, 전압을 필요한 만큼 인가하여 공핍층(depletion layer)의 두께를 조절하고 이를 통해 적절한 커패시턴스를 취하여 마치 커패시터처럼 사용하는 다이오드)같은 것들도 있습니다.
한 쪽 방향으로만 전기를 통하는 특성을 이용한 것 중 가장 대표적인 것이 파워서플라이에 주로 쓰이는 브릿지 정류회로(bridge rectifier)입니다.
이 회로대로 만들면 오른쪽에서 나오는 직류 전압은 사인값에 절댓값을 취해준 형태가 됩니다. 쉽게 말해 물결 모양이던 전압 파형이 공 튀기는 모양의 파형으로 바뀌며 이를 맥류라고 합니다. 그러므로 전압 안정회로를 달아야합니다.
다이오드의 제원 보는 법
Maximun Peak Reverse Voltage.....PRV......0000.0V PK
최대 순간 역전압
일반적인 다이오드 내압을 의미
이이상 높은 전압을 사용해서는 안된다는 의미 (높을수록 좋음)
Maximun Peak Reverse Current.....Io.@ TA...0.0A AV
최대 순간 역전류
아주 특별한 경우가 아니면 다이오드에서 역전류가 흐르는 경우는 없음
무시해도 문제없음
@Half-Wave Resistive Load 60Hz...Io.@ TA....75℃
Maximun Forward Peak Surge Current
@8.3ms Superimposed..............IFM(suge)..00A PK
주변온도는 75도이하 60HZ 반파정류회로에서 부하가 저항인 경우 순방향 최대 전류값이 00A란 의미
여기서 주의할것은 이전류값으로 계산 사용할수 있다는 것이 아니라 8.3ms 한번에 대해서는 순간적으로 50A까지 사용할수 있다는 의미이므로 이값을 연속값으로 생각하면 안됨 (높을수록 좋음)
Maximun Reverse Current
@ PRV @25TA......................IR........0.0uAdc
다이오드의 경우 역방향으로도 약간의 전류가 흐름 위의 수치는 역방향 최대 전류를 의미
(작을수록 좋음)
Maximun Forward Voltage..........IFM.......1.0A PK
@25TA............................VFM.......1.3V PK
순방향으로 1A정도가 흐를때 발생하는 다이오드 전압강하가 1.3V(최대)정도 된다는 것을 의미
(작을수록 좋음)
Maximun Reverse recovery Time....Trr.......500ns
최대 역회복시간은 000ns
(작을수록 좋음)
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