실험물리 예비/결과 Diode (다이오드) (정전압다이오드, 쇼트키다이오드, 제너다이오드, 정류 회로, 리미터, 클리핑, 클램핑) 다운받기
[목차]
예비 레포트 (프리 레포트, 예비 보고서)
1. 실험 목표
2. 이론
3. 재료 및 장비
4. 실험 방법 (과정)
5. 참고 문헌
결과 레포트 (결과 보고서)
1. 실험 결과 정리 (실험 데이터)
2. 분석 및 토의
3. 참고 문헌
1.1.1. 반파 정류 회로 (Half-wave rectification circuit)
반파 정류 회로는 그림 4와 같이 교류 신호에 다이오드와 저항이 직렬로 연결되고 저항의 신호를 출력 신호로 본 회로이다. 다이오드는 전원전압의 파형이 (+)인 구간에서 순방향으로 전압이 인가되고 이 구간에서 전류가 통한다(도통된다). 이때 다이오드의 전압강하를 무시하면 전원 전압은 저항 R의 양단에 전부 인가되며, 전원전압과 저항의 크기에 따른 전류가 흐른다. 전원전압이 (-)인 구간에 대해서는 전원전압이 다이오드에 역방향으로 전부 인가되고 다이오드는 비 통전 상태가 되어 전류가 흐르지 않는다.
실험에 사용된 다이오드는 이상적인 다이오드는 아니므로 순방향일 때 전압 강하가 이루어진다. 즉 이론상 0.7V 정도가 다이오드의 전위장벽을 낮추는 데에 사용된다. 따라서 인가전압이 전부 저항에 걸리지는 않았을 것이다. 역방향일 때도 전류를 완전히 차단하지는 못하기 때문에 그림5,6에서 보이듯 일부의 역방향 전압도 감지되었다.
그러나 10V를 인가했는데 최고치가 3V정도 밖에 안 되는 것은 상당히 예상 밖이었다. 다이오드의 전압강하를 많이 봐줘서 1V라고 해도 9V는 걸려야할 텐데 말이다. (토의(5) 참고)
‘TINA-TI: SPICE-Based Analog Simulation Program’을 사용하여 회로를 구성하고 측정하여보았다. TINA에서 같은 1N4001의 다이오드를 사용했으므로 실제와 매우 유사할 것이다. 그랬더니 함수발생기의 내부 저항을 0으로 했을 때는 최고치가 9.29V가 나옴을 확인할 수 있었다. 내부 저항이 50옴일 때는 8.86V가 나왔다. 이 결과로 보아 인가된 전압은 10V가 아닐 것이라고 합리적으로 추론할 수 있다. 함수발생기를 제대로 설정하지 않고 초기 상태를 그대로 사용하였기에 정확히 어떻게 설정했는지 알 수가 없다. 그러나 offset 설정 등이 제대로 이루어지지 않았다고 판단된다. 어떠한 이유든 전압이 제대로 인가되지 않았음에 틀림없다.
저항에 병렬로 커패시터를 연결하였을 때는 예상과 달리 saw-tooth모양의 파형이 감지되었고 정류 기능을 제대로 하지도 못하는 이상한 결과를 낳았다. 그래서 TINA로 측정을…(생략)
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