다이오드 diode 어디에 쓰는걸까?
다이오드란?!
저번 포스팅을 먼저 읽어 보시는게 먼저 도움이 될 것이라 생각합니다.
2020/05/17 - [회로 공부/전자 회로] - [정보 공장] PN접합(junction), 확산(difussion)이란? (다이오드 기본 원리)
다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 붙여서 만든 전자 부품입니다.
P형 반도체 부분을 Anode 애노드라 부르며 N형 반도체 부분을 캐소드 Cathode라고 명칭하여 부릅니다.
Anode 부분에 (+) 전압, Cathode 부분은 (-) 전압이 인가되면 전류가 흐를 수 있는 조건이 됩니다.
밑에 부분에서 더 자세히 알아보니 기억만해두시면 됩니다.
회로에서 사용되는 기호symbol도 잘 기억해두세요!
다이오드 동작의 기본 이해
그러면 다이오드는 어떤 원리로 동작하는지 알아보겠습니다.
다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 붙여서 만든 부품입니다.
P,N형 반도체를 연결한 부위에 공핍영역 Depletion Region이 형성됩니다.
이 공핍영역은 두터운 벽같은 개념으로 P형 반도체와 N형 반도체의 자유전자 흐름을 차단하게 됩니다.
그러면 이 공핍영역을 뚫고 자유전자가 흘러 실제로 전류가 흐르게할려면 어떻게 해야될까요?
다이오드에 전원을 연결하다!
Reverse Bias 리버스 바이어스
이제 다이오드에 전원을 연결해 보겠습니다.
전원의 (-)극을 P형(애노드) 그리고 (+)극을 N형(캐소드)에 연결하면 어떻게 될까요?
P형 반도체는 (+)성질을 갖는 Hole이 많습니다.
(+)성질의 Hole은 전원의 (-)극성을 좋아하기 때문에 다이오드 끝 부분으로 최대한 몰리게 됩니다.
위 사진에서 h+ Hole들이 (-)전원부위로 쏠려있는걸 볼 수 있습니다.
N형 반도체는 (-)성질을 갖는 자유전자가 많습니다.
자유전자는 전원의 (+)극성을 좋아하기 때문에 (+)전원부위로 쏠려갑니다.
P형 반도체의 대부분을 이루는 Hole과 N형 반도체의 대부분을 이루는 자유전자가 서로 반대되는 방향으로 쏠려가게 되면 어떻게 될까요?
가운데 공핍영역은 더 넓어지게 되고 전류는 더욱 흐르기 힘들어지는 상태가 됩니다.
이렇게 전원이 반대로 연결된 상태를 Reverse Bias라고 합니다.
다이오드에 전원을 연결하다!
Forward Bias 포워드 바이어스
이번에는 전원의 극성을 반대로 연결해보겠습니다.
그러면 이번엔 hole과 자유전자의 방향이 Reverse Bias와 반대로 움직이게 됩니다.
P형 반도체에서 (+) 성질의 Hole은 전원의 (+)극성이 싫어서 공핍영역쪽으로 최대한 이동합니다.
N형 반도체에서는 (-) 성질의 자유전자가 전원의 (-)극성이 싫어서 공핍영역쪽으로 최대한 이동합니다.
이번에는 Hole과 자유전자가 공핍영역을 압박하게 되고 공핍영역이 좁아지게 됩니다.
그러면 어떻게 될까요? 벽같은 공핍영역이 얇아지니 이제 전류가 흐를 수 있는 조건이 만들어지게 됩니다.
전류가 흐를 수 있는 방향으로 전원이 연결된 걸 Forward Bias라고 합니다.
하지만!! 전원을 연결했다고 다 전류가 흐르는건 아닙니다.
다이오드 별로 Vf (forward voltage) 스펙이 정해져있습니다.
이 전압을 만족해야 전류가 원활하게 흐를 수 있습니다.
다음 포스팅에서 이 조건에 대해서 더 알아보도록 하겠습니다.
2020/05/31 - [회로 공부/전자 회로] - [정보 공장] 다이오드 순방향 forward, 역방향 reverse bias 정의, 설명, 뜻
● 개인적으로 공부하며 정리한 내용입니다 ●
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