[전자회로 실험#1] 다이오드의 특성

 

 

다이오드의 특성

다이오드는 양단에 걸리는 전압에 따라 두 가지 다른 동작을 보인다. 전압을 인가하는 것을 바이어스라고 하는데 바이어스의 방향에 따라 순방향, 역방향으로 구분하고 순방향 바이어스에서는 전류가 잘 흐르고 역방향 바이어스에서는 전류가 흐르지 않는다.

순방향 바이어스에서는 다이오드가 도통, 역방향 바이어스에서는 다이오드가 차단된다. 이오드의 동작을 그래프로 나타내면 다음과 같다.

이상적인 다이오드의 특성

 

이상적인 다이오드는 위 그래프화 같이 동작하지만 실제 다이오드는 위와 같은 특성을 보이지 않는다.

실제적인 다이오드 특성곡선

 

실제 다이오드는 순방향 바이어스에서 바로 전류가 흐르는 것이 아닌 일정 수준 이상의 전압에서 도통되며 그 값은 대략 0.5[V] ~ 0.7[V]다. 역방향 바이어스에서도 전류가 차단되는 것이 아닌 미세한 전류가 흐르고 이를 역방향 항복 전류라고 한다. 또한 차단 상태를 유지하다 항복 전압보다 큰 전압이 인가되면 다이오드는 항복되며 큰 전류가 흐른다.

 

다이오드 특성 실험

 

다이오드의 특성을 실험하기 위해 위와 같은 회로를 구성한다. 다이오드는  D1N4001을 사용, 저항은 10 Ω 을 사용한다.

회로를 구성한 후  [메뉴 - Pspice - New simulation frofile] 경로로 들어가 새로운 시뮬레이션 프로필을 생성한다.

•  Analysis Type - DC Sweep
•  Voltage source Name - V1
•  Sweep Type - Linear
• 시작 전압은 -80[V], 끝 전압은 10[V], 증가량은 1[V]로 설정한다.

전류 마커를 다음과 같이 다이오드 상단에 위치하고 [메뉴 - Pspice - Run]으로 시뮬레이션을 실행(단축키 F12)한다.

 

이 상태에서는 직류 입력이 -80[V]에서 10[V]까지 변화하는 동안 다이오드에 흐르는 전류를 나타낸다. 입력이 아닌 다이오드 양단에 걸리는 전압과 비교하기 위해 가로축(X축) 값을 다이오드의 전압으로 바꿔준다.

가로축 더블클릭 - Axis Variable - V(D1:1)으로 변경

 

이후 곡선의 너비가 너무 작아 잘 보이지 않아 곡선의 너비를 넓힌다.

[곡선에서 우클릭 - Trace Property]로 들어가면 곡선의 색, 형태, 넓이를 변경할 수 있으니 잘 보일 수 있도록 아래처럼 변경한다.

맨 위에서 알아본 실제적인 다이오드의 특성곡선과 유사한 형태로 나타나는 것을 확인할 수 있다.

 

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