전기 공학 기초 실험 - 제너 다이오드 실험

전기 공학 기초 실험 - 제너 다이오드 실험
실험 목적
⓵ 제너 다이오드의 특성에 대해 이해한다.
⓶ 제너 다이오드 회로에서의 동작을 이해한다.

실험 이론

1. 제너 다이오드의 이해
불순물 농도가 높은 PN접합 실리콘 다이오드에 역방향 전압을 인가하면 역방향 전압이 낮을 때는 전류가 거의 흐르지 않지만 전압을 증가시키면 어느 특정한 전압에서는 급격히 많은 전류가 흐르게 된다. 이를 제너 효과라고 하고, 제너효과를 이용한 다이오드를 제너 다이오드 또는 정전압 다이오드라고 한다.

제너 다이오드는 역방향 전류가 허용 최대값을 초과하지 않는 한 다이오드의 손상 없이 제너현성을 반복하여 수행할 수 있다. 역방향 전압을 제너전압 이하로 낮추면 역방향 전류의 크기는 다시 거의 제로가 된다. 제너전압은 사용목적에 따라 불순물의 농도를 조정하므로서 결정하게 된다.
역방향 전압이 제너전압에 이르면 전압을 조금만 증가시켜도 전류는 크게 증가한다. 전류가 증가하면 다이오드는 가열되고 심할 경우 파손되므로 역방향 전류가 허용 한계값을 넘지 않도록 제어해야 한다.

2. 정전압 조정회로
제너 다이오드는 부하 RL과 병렬로 연결되어 있고, 저항 RS는 다이오드에 흐르는 최대 허용 전류를 제어하기 위해 설치한다. 출력전압이 제너전압에 도달할 때 까지는 출력 전압은 입력전압에 비례해서 증가한다. 하지만 입력전압이 더 증가하여 제너다이오드의 양단에 걸리는 전압이 제너전압을 초과하게 되면 제너전류가 저항 RS로부터 흐르게 된다. 따라서 출력전압은 제너전압을 유지하게 된다. 정전압 조정을 효과적으로 수행하기 위해서는 입력전압이 출력전압보다 높아야 하면 다이오드에 흐르는 전류가 허용 최대값의 90% 이내이어야 한다.

3. 기타 회로
이외에도 자동차에서 제너 다이오드는 다양한 위치에 다양한 목적으로 사용된다. 예를 들면 점화코일에서 과전압을 흡수하여 트랜지스터를 보호하는 보호회로에 사용되고, 알터네이터의 충전경고등 회로에도 제너 다이오드를 사용한다.

실험 방법
⓵ 먼저 제너 다
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