[일반물리학 실험] 전기 저항(옴의 법칙 및 다이오드 특성)

[일반물리학 실험] 전기 저항(옴의 법칙 및 다이오드 특성)

1. 실험 제목 : 전기 저항(옴의 법칙 및 다이오드 특성)

2. 실험 목적 : 저항의 양단에 걸리는 전압에 따른 전류를 측정하여 일반적인 저항에 대한 옴의 법칙을 확인하고 반도체 다이오드의 전기(정류)특성을 측정하여 정류특성을 확인한다. 또한 여러 개의 저항과 기전력원이 연결된 회로의 측정을 통해 Kirchhoff의 법칙을 실험적으로 확인한다.

3. 관련 이론 :
A. 전기저항(옴의 법칙, 다이오드 특성)
① 옴의 법칙 : 저항체에서 양단에 걸리는 전압V에 전류I가 비례하는데, 그 비율을 저항R이라 하며 V=IR로 표현할 수 있다.
여기서 저항R은 물질의 종류, 모양, 크기 및 온도에 영향을 받는다.
② 다이오드 특성 : Ⅳ족 원소인 실리콘이나 게르마늄은 결정상태에서 4개의 원자가 전자들이 나머지 4개의 원자와 강한 공유 결합을 형성하며 이에 속박되어 아주 큰 저항을 지님.
이 결정에 Ⅲ족,Ⅴ족 원소 불순물을 첨가하면 전자는 비교적 자유롭게 움직일 수 있게 된다.Ⅴ족 원소를 첨가하여 만든 반도체를 n형 반도체라 하며 Ⅲ족 원소를 첨가한 것은 p형 반도체라 한다. 그리고 그 둘을 접합시켜 놓은 것을 반도체 다이오드라 한다.

[순바이어스 전압] [역바이어스 전압]

순바이어스 전압이란 p형 반도체에 양극을 n형 반도체에 음극을 연결한 경우이며 역바이어스 전압은 반대방향으로 연결했을 경우이다. 순바이어스 전압 같은 경우 전압이 가해지면 공핍층의 두께가 얇아지고 일정한 전압 이상에서는 전류가 급격히 증가한다. 그와 반대로 역바이어스 전압에서는 공핍층의 두께가 두꺼워 지면서 전류가 거의 흐르지 않게 된다.
이는 항복전압이라 불리는 임계값까지 지속되며 역방향 전압이 항복전압 이상일 때는 다이오드는 절연체가 아닌 일반 저항체와 동일해진다.

B. 키르히호프(Kirchhoff)의 법칙
- 분기점 정리 : 제 1법칙
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