『 내가 바로 초보자다!! – 다이오드 편 』
1. 다이오드 란?
다이오드란 전류를 한쪽 방향으로만 흘리는 반도체 부품입니다. 반도체의 재료는 실리콘(규소)이 많지만, 그 외에 게르마늄, 셀렌 등이있습니다. 다이오드의 용도는 전원장치에서 교류 전류를 직류전류로 바꾸는 정류기로서의 용도, 라디오의 고주파에서 꺼내는 검파용 전류의 ON/OFF를 제어하는 스위칭 용도 등, 매우 광범위하게 사용되고 있습니다.
기호의 의미는 (애노드) 
(캐소드)로 애노드측에서 캐소드측으로 전류가 흐르는 것을 나타내고 있으며, 다이오드 중에는 단지 순방향으로 전류가 흐르는 성질을 이용하는 것 이외에 많은 용도에 흔히 사용됩니다.
『상식』 - 캐소드?? 애노드?? 란??
『상식』 - 순방향?? 역방향?? 이란??
다이오드가 뭔지 알아보았으니!! 이제 종류에 대해 알아보겠습니다..^^ 《그림 1-1》 여기서 잠깐!! ‘ㅁ’ 이와 같이 경계를 이룬 반도체 표면의 공간 전하 영역이 전압에 의해 영향을 받기 때문에 접합 용량이 전압의 크기에 따라 변화하는 성질을 텔레비전이나 FM튜터, 무전기 등 고주파 변조나 주파수 변환, 동조, 믹서 등에 이용됩니다. 여기서 잠깐!! ‘ㅁ’ 《그림 1-3》 《그림 1-4》 《그림 1-5》 그럼 쇼트키 다이오드의 특징을 보겠습니다. - 금,은 또는 백금과 같은 금속에 실리콘(N형 반도체)을 도핑하여 만든다. 《그림 1-6》 터널 다이오드는 특징으로는 - 발진과 증폭이 가능하고 동작 속도가 빨라져 마이크로파대에서 사용이 가능하다. 여기서 잠깐!! ‘ㅁ’ 임팻 다이오드는 잡음이 많은 결점이 있으나 효율이 매우 좋은 고출력 마이크로파 발진 소자로, 마이크로파의 특성을 살려 공동이나 동출의 발진기로 저립하여 발진시키고 마이크로파 통신기의 국부 발진에 소형 레이더 발진등에 이용되고 있습니다. PIN다이오드는 주로 센서로 이용되고 있습니다. 역방향 바이어스가 될 때 거의 일정한 캐패시터처럼 동작하며, 순방향 바이어스가 될 때는 전류 제어 가변저항과 같이 동작합니다. 저항이 전류의 양에 의하여 제어되기 때문에 감쇠기의 응용분야에 사용되며, 광 파이프 시스템의 광 검출기로 이용됩니다. 2. 다이오드의 종류
제너다이오드 (Zerer Diode) - 정전압 다이오드
보통의 P-N 접합 다이오드에 30V이상의 역방향 전압을 가하면 항복현상이 일어나 갑자기 전류가 흐르는데 이것을 제너 효과라고하며, 제너 다이오드는 이러한 현상이 비교적 낮은 전압에서도 일어나도록 하기 위하여 반도체에 혼합하는 불순물의 양을 조정한 것입니다. 이부분에서는 다이오드에 흐르는 전류가 급격히 증가하여도 단자전압은 거의 일정하며, 이 성질을 이용하여 전압 기준용으로서 만들어진것이 제너다이오드 또는 정전압다이오드라고 합니다.
디바이스마트에서 판매중인 제노다이오드 (위쪽 1W, 아래쪽 500mW 제품)
항복현상이란? : 소자에 전압 혹은 압력 등을 가한 경우, 어느 한계를 넘었을 때 급격한 변화를 일으키는 것.바리캡 다이오드 (Variable-Capacitance Diode) - 가변용량 다이오드
P-N 접합이란?? : P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 것을 말한다. p형의 부분에 정전압, n형 부분에 부전압을 걸면 전류가 흐르지만, 그 역 방향으로는 무시할 정도의 전류밖에 흐르지 않은 채, 정류작용을 띄어 정류기의 기본소자인 다이오드가 된다.배리스터(Varistor)
디바이스마트에서 판매중인 배리스터 다이오드정류 다이오드(Rectifier Diodes)
디바이스마트에서 판매중인 정류 다이오드스위칭 다이오드(Switching Diode)
디바이스마트에서 판매중인 스위칭 다이오드쇼트키 다이오드(Schottky Barrier Diode : SBD)
- 쇼트키 다이오드가 바이어스 되어 있지 않을 때, 반도체 측의 N형 자유전자는 금속에 있는 자유전자보다 전도율이 낮으므로
더 낮은 궤도에 놓이게 된다.
- 다이오드가 순바이어스 되면, N형의 자유전자가 접합을 넘어 금속 안으로 들어가서 큰 순방향 전류가 흐른다.
- 금속에 N형은 거의 같은 극성이며, 공핍층이 없고 축척하는 전하도 없게 되어 역방향 시간도 없게한다.
디바이스마트에서 판매중인 쇼트키 다이오드밴드 스위칭 다이오드(Band Switching Diode)
터널 다이오드(Tunnel Diode), 에사키 다이오드(Esaki Diode)
- 방형성이 없고, 잡음 등 특성상 개선할 점이 많은 다이오드이다.
- 반도체에 주로 쓰이며, 마이크로파 영역에서의 사용을 위해 게르마늄, 칼륨비소, 실리콘이 주로 쓰이며, 작은 용기에 봉해져있다.
터널효과란? : 양자역학적 효과로 장벽의 에너지 레벨보다 낮은 에너지 밖에 가지고 있지 않는 입자가 장벽의 외측에 배어 나오는 것.임팻 다이오드(IMPATT Diode)
건다이오드(Gunn Diode)
PIN다이오드(PIN Diode)
발광 다이오드(Light emitting diode)
《그림 1-12》
디바이스마트에서 판매중인 발광 다이오드
다이오드는 상당히 많은 종류가 있고 그 회로도에서의 표현 방법도 종류에 따라 다르게 표현 합니다. 그래서 그 많은 기호를 찾을 수가 없어서 주로 쓰여지는 회로도 기호만 알아보았습니다. 그럼 보시겠습니다. 전.. 봐서 모르겠습니다..;; 어렵네요.. 기호들이..ㅎㅎ 저 같은 초보분들은 다 똑같다고 생각하실듯..ㅎㅎ3. 다이오드 회로도 기호
그럼 마지막 챕터로 가겠습니다~~^^
PN 접합 다이오드 양전위가 가해진 P형의 정공이 N형으로 이동하고 음전위가 가해진 N형의 전자가 P형으로 이동하며 공핍층이 축소되며, 정공과 전자(캐리어)의 이동이 월활하여 전류가 흐르게 된다. 역방향 바이어스(- : P형, + : N형) 음전위가 가해진 P형의 정공이 전원쪽으로 이동하고 양전위가 가해진 N형의 전자도 전원쪽으로 이동하며 공핍층이 증가됩니다.4. 다이오드의 동작원리
실리콘에 각각 도핑하여 P형 반도체와 N형 반도체를 접합하게 되면 P형의 정공과 N형의 전자가 접합영역에서 결합하여 공핍층 생성하고 공핍층은 정공이나 전자와 같은 캐리어가 없는 절연영역이며, 접합영역을 통과하는 캐리어의 이동을 방해합니다. 전자나 정공이 공핍층을 통화가기 위해서는 일정 이상의 전압이 필요하며, 이 전압을 전위장벽이라고 하고, 일반적으로 실리콘(Si)은 0.7V, 게르마늄(Ge)은 0.3V가 필요합니다.순방향 바이어스 & 역방향 바이어스의 동작원리
순방향 바이어스(+ : P형, – : N형)
가해진 전압의 크기가 클수록 공핍층은 넓어지며, 공핍층을 통과하는 소수 캐리어의 의한 역방향 누설전류가 발생되고, 또한 정공과 전자(캐리어)의 이동이 원활하지 못하며 역방향 누설전류 외에 전류가 흐르지 못하게 됩니다.
이상으로 다이오드에 관한 글을 마치겠습니다..^^ 읽어주셔서 감사합니다..^^V