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형식 전기장치 제목 다이오드

1. 다이오드(diode)

다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 마주 대고 접합한 것이며, PN정션(PN junction)이라고도 하며 정류작용을 한다.

    

                다이오드의 구조                                             다이오드 기호

 

1.1. 다이오드의 정류작용

(1) 전압을 가하지 않았을 때

이 때 P형 반도체에는 홀(정공)이, N형 반도체에는 자유전자가 존재한다.

 

(2) 순방향 흐름(forward bias)

전원을 P형에는 (＋)을, N형에는 (－)을 접속하면 P형의 홀은 (＋)극에 반발하여 N형으로 유입되고, N형의 전자는 (－)극에 반발하여 P형 속으로 유입된다. 이에 따라 다이오드에는 전류가 흐르며 이러한 상태를 순방향 흐름이라 한다.

                               

   

            순방향(전류가 흐를 때)흐름                           역 방향(전류가 흐르지 않을 때)흐름

 

(3) 역방향 흐름(reverse bias)

전원을 P형에는 (－)을, N형에는 (＋)을 접속하면 P형의 홀은 (－)극 쪽으로, N형의 전자는 (＋)극 쪽으로 이동하여 P형과 N형의 경계에는 홀이나 전자가 거의 없어져 매우 큰 저항이 발생하게 된다. 이에 따라 다이오드에는 전류가 흐르지 못한다. 다이오드는 순방향에서는 전류가 흐르고, 역 방향으로는 전류가 흐르지 않는데 이 작용을 정류작용이라 한다.

 

1.2. 제너 다이오드(zanier diode)

제너 다이오드는 실리콘 다이오드의 일종이며, 어떤 전압 하에서도 역 방향으로 전류가 통할 수 있도록 제작한 것이다. 즉, 역 방향으로 가해지는 전압이 어떤 값에 도달하면 순방향 흐름과 같이 급격히 전류를 흐르게 한다.

이때의 전압을 제너 전압(브레이크 다운 전압 ; brake down voltage)이라 부른다. 또 역 방향 전압이 점차 감소하여 제너 전압 이하가 되면 역방향 전류가 흐르지 못한다. 이 제너 전압은 온도 및 사용에 의한 변화가 적으며, 자동차용 교류 발전기의 전압 조정기 전압 검출이나 일정 전압 회로 등에서 사용하고 있다.

 

1.3. 발광 다이오드(LED； light emission diode)

발광 다이오드는 순방향으로 전류를 흐르게 하면 빛이 발생되는 것이며, 가시광선으로부터 적외선까지 다양한 빛을 발생한다. 빛을 발생할 때에는 순방향 흐름으로 10mA 정도의 전류가 필요하며, PN형 접합면에 순방향 전압을 가하여 전류를 흐르게 하면 캐리어(carrier)가 지니고 있는 에너지 일부가 빛으로 변화하여 외부로 방사된다.

용도는 각종 파일럿램프, 배전기의 크랭크 각 센서와 상사점(TDC)센서, 차고 센서, 조향핸들 각속도 센서 등에서 사용한다.

         발광 다이오드

1.4. 포토 다이오드(photo diode)

포토 다이오드는 PN형을 접합한 게르마늄(Ge)판에 입사광선이 없을 경우에는 N형에 일정 전압이 가해져 있으므로 역 방향 흐름으로 되어 전류는 흐르지 않게 된다. 그러나 입사광선을 접합 부분에 쪼이면 빛에 의해 전자가 궤도를 이탈하여 자유전자가 되어 역 방향으로 전류가 흐른다. 용도는 배전기 내의 크랭크 각 센서와 상사점(TDC) 센서에서 사용한다.