[정보통신 산업기사] 다이오드

 

1. 다이오드의 직·병렬 연결

§ 같은 규격의 다이오드를 병렬로 연결하면 전류 용량을 증가시킬 수 있다.

§다이오드를 여러 개 병렬 접속하면 전류가 분산되어 과전류로 부터 보호할 수 있다.

§ 정류 다이오드를 여러 개 직렬로 연결하여 사용하면 정류기 전체의 역내전압을 합한 만큼의 높은 전압까지 사용이 가능하게 되어 다이오드를 과전압으로부터 보호할 수 있다.

 

2. 제너다이오드(Zener Diode)

§ 제너다이오드는 역방향으로 전압을 가했을 경우에 어떤 전압에서 안정하는 성질을 이용하여, 일정한 전압을 얻기 위해 사용하는 정전압 다이오드이다.

§ 제너다이오드는 비교적 낮은 전압에서도 항복현상이 일어나도록 하기 위하여 반도체에 혼합하는 불순물의 양을 조정한 다이오드 이다.

§ 제너다이오드는 전압 변동의 극히 적은 것을 필요로 하는 전원 안정화 회로에 사용한다.

§ 제너다이오드는 정전압이나 기준전원을 얻기 위해서 사용되는 소자이다.

§ 제너다이오드의 전압이 5.1V일 때 입력전압이 5.1V이상이면 제너다이오세 항복현상이 일어나서 5.1V 정전압으로 출력되며 만약 5.1V이하의 입력전압이 들어오면 그 전압이 출력 된다. 여기서 제너다이오드 상단에 직렬로 저항을 연결하여 제너다이오에 흐르는 전류를 제한하게 되는데 이를 제너저항 또는 제너다이오드 전류제한저항이라고 부른다.

§ PN접함에 가하는 역방향 전압의 크기가 어느 한계를 넘으면 항복현상이 일어 나며 항복전압은 제너 전압이라고도 한다.

§ 불순물 도핑 농도가 클수록, 온도가 높을수록 제너전압이 낮아진다.

§ 제너다이오드의 최대 전류

3. 임팩트(IMPATT) 다이오드

§ P-N접합의 역바이어스 상태에서 전자 상태인 애벌란치 현상과 캐리어의 주행 시간 효과를 결합하여 마이크로파대에서 부성 저항 특성을 얻는 다이오드이다.

§캐리어의 애벌란치가 빠져나가는 영역의 길이에 의하여 정해지는 도착시간에 공진기의 자파수를 동조시키면 3~3000[GHz] 사이에서 큰 출력을 가지는 발진기나 증폭기가 된다.

§ 임팩트 다이오드는 고주파 다이오드이다.

 

1. 다음 중 동일 규격의 다이오드를 병렬로 연결하면 회로의 특성은 어떻게 변하는가?

1. 순방향 전류를 증가시킬 수 있다.

2. 역전압을 크게 할 수 있다.

3. 필터회로가 불필요하게 된다.

4. 전원변압기를 사용하여도 항시 사용할 수 있다.

 

2. 제너다이오드를 주로 사용하는 회로는?

1. 증폭회로

2. 검파회로

3. 전압안정화회로

4. 저주파발진회로

 

3. 다이오드를 사용한 정류회로에서 과부하전류에 의하여 다이오드가 파손될 우려가 있을 경우 이를 방지하기 위한 방법으로 가장 적합한 것은?

1. 다이오드를 병렬로 추가한다.

2. 다이오드를 직렬로 추가한다.

3. 다이오드 양단에 적당한 값의 저항을 추가한다.

4. 다이오드 양단에 적당한 값의 콘덴서를 추가한다.

 

4. 제너 다이오드에서 불순물의 도핑 레벨을 높게 했을때 나타나는 현상으로 틀린 것은?

1. 역방향 제너전압이 감소한다.

2. 매우 좁은 공핍층이 형성된다.

3. 강한 전계가 공핍층 내부에 존재하게 된다.

4. 역방향 제너저항이 감소한다.

 

5. 제너 다이오드에서 제너전압이 10[V], 전력이 5[W]인 경우 최대전류의 크기는?

1. 0.05[A]

2. 0.5[A]

3. 0.05[mA]

4. 0.5[mA]

 

6. 다음 그림과 같이 회로에 정현파가 인가됐을 때 나타내는 출력파형은?(단, 다이오드 D₁의 항복전압은 Vz₁ = 5[V], D₂의 항복전압은 Vz₂=6[V]이고, 각 다이오드는 이상적이라고 가정한다.)

 

7. 다음 중 다이오드의 종류에 따른 용도로 틀린 것은?

1. PIN 다이오드 : RF 스위치용

2. 버랙터(Varactor) 다이오드 : 전압제어 발진기용

3. 임팩트(IMPATT) 다이오드 : 디지털 표시장치용

4. 제너다이오드 : 전압안정화 회로용

 

8. P형과 N형 사이에 샌드위치 형태의 특별한 반도체 층인 진성층을 갖고 있으며, 이 층이 다이오드의 커패시턴스를 감소시켜 일반적인 다이오드보다 고주파에서 동작하며, RF 스위칭용으로 사용되는 다이오드는?

1. PIN 다이오드

2. Gunn 다이오드

3. IMPATT 다이오드

4. Tunnel 다이오드

 

 

정답 :

1. 1

같은 규격의 다이오드를 병렬로 연결하면 전류 용량을 증가시킬 수 있다.

2. 3

제너다이오드는 전압 변동이 극히 작은 것을 필요로 하는 전원 안정화 회로에 사용한다.

3. 1

다이오드를 여러 개 병렬 접속하면 전류가 분산되어 과전류로 부터 보호할 수 있다.

4. 4

제너전압이 감소하며 좁은 공핍층이 생기고 강한 전계가 공핍층 내부에 존재하게 된다.

5. 2

6. 1

문제의 회로에서 제너다이오드 D₁,D₂의 2개를 사용한 회로에서 제너전압 Vz₁, Vz₂ 보다 높은 입력전압 시간동안에는 출력이 차단되어 출력 파형은 잘리게 된다.

7. 3

임팩트 다이오드는 고주파 다이오드로서 P-N접합의 역바이어스 상태에서 전자 상태인 애벌란치 현상과 캐리어의 주행 시간 효과를 결합하여 마이크로파대에서 부성 저항 특성을 얻는 다이오드 이다.

8. 1

RF 스위칭용 다이오드는 PIN 다이오드 이다.