다이오드 특성 곡선
1. 실험 목적
- 다이오드의 양호 혹은 불량 판정 시험을 한다. 전류-전압 특성곡선을 측정하고, 그 특성곡선을 사용해서 다이오드의 모델링 회로를 그릴수 있다.
2. 실험 해설
A. 다이오드의 양호/불량 시험
- 대부분의 DMM측정기에는 다이오드 시험단자가 따로 준비되어있다. 이 경우, 그 DMM측정단자의 등가회로는 내부 직류전원과 저항이 직렬 연결된 전압원이 된다. DMM의 종류에 따라서는 저항을 지시하는 대신, 다이오드 양단에 걸리는 전압을 지시하는 경우도 있다. 이경우는 저항치 대신, 0.6V(순방향) 혹은 2.6V(역방향)을 지시한다.
B. DC 측정법에 의한 특성곡선 추출
- DMM의 양호/불량 시험은 간편하지만 충분한 정보를 제공하지 못한다. 따라서 [그림 1]의 회로를 이용해 [그림 2]의 다이오드 특성곡선을 얻을 수 있다. [그림 1]처럼 직류전원을 Vs가 가변되면, 다이오드 전류가 ID가 결정된다. 이때, Vs의 수치가 낮기 때문에 다이오드의 순방향 특성은 쉽게 얻지만, 역방향 특성중 항복전압 근처에서의 특징은 얻어지지 않는다.
[그림 1] DC 측정법에 의한 특성 곡선 추출
[그림 2] 다이오드의 전류-전압 특성곡선
(좌:전류-전압 특성 곡선, 우:선형화된 전류-전압 특성곡선)
- [그림 2]를 보면, 한점 Q를 지나는 직선이 점선으로 그려져있다. 이 점선의 기울기 역수는 [수식 1]과 같이 구해진다.
[수식 1]
- 이는 동작점 Q에서의 다이오드의 순방향 저항이라고도 한다. 여기서 동작점이란 (IQ, VQ)의 지점을 가르킨다.
- [그림 2]의 좌측에 나타난 곡선 그래프는 비선형 관계이어서, 회로해석시에 어려움을 주게되어서, 회로해석시에서는 이를 [그림 2]의 우측그래프처럼 선형관계로 대치한다. 이를 자세하게 그린 것이 [그림 3]이다.
- [그림 3]의 그래프는 [수식 1]에서 정의된 저항 RD와 전압축과의 교점인 VB에 의해서 결정된다. 즉, 다이오드 전압 VD
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2014.09.26
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