[전자회로설계실험] 다이오드 정류 및 포락선검파기

소개글

정전원 회로 실험하기에 앞서 다이오드 정류동작과 포락선 검파기를 설계하는 실험
*전자회로설계 학점 : [A+]*

ORCAD프로그램의 시물레이션을 이용하여 이론을 검증하고 최종적으로 오실로스코프 장비로 최종 검증 및 결과을 도출

목차

1. 실험 기초 이론 요약
2. 실험내용
3. 실험결과 정리 및 분석
4. 실험결과

본문내용

1. 실험 기초 이론 요약
1-1. 다이오드의 기본적인 회로 특성
- PN 접합다이오드의 순방향 전압인가 시 전류흐름
[그림 1]와 같이 전압을 인가하고 폐회로를 구성한다. P형의 양전압, N형의 음전압을 인가하면 P형 반도체안의 정공들이 N형 반도체 쪽으로 이동하고 N형 반도체안의 자유전자들이 P형 반도체 쪽으로 이동시킴으로써 전체적으로 캐리어들의 이동을 얻어낸다. 실제로는 자유전자들의 흐름, 폐회로의 전류인 것이다.
- PN 접합의 역방향 전압인가 시 전류흐름
[그림 2]와 같이 P형 반도체내부의 정공들이 P형 단자에 음전압을 N형 단자에 양전압이 걸린다. 이때 P형 반도체 내부의 정공들이 P형단자의 음의 전극으로, N형 반도체 내부의 자유전자들이 N형 단자의 양의 전극으로 이동한다. 이는 공핍층이 [그림 1]보다 더욱 확대된 것이며 PN 접합내부를 통해 이동하는 전류 값은 0이다. 실제는 역방향으로 미세한 포화 전류(Io)가 흐른다.
- 다이오드의 동작특성
[그림 3]은 다이오드의 전압-전류 동작특성이다. 순방향 전압(VF) 인가시 전류가 거의 흐르지 않다가 임계전압(VTh) 이후에 급격히 전류가 증가하기 시작한다. 일반적으로 실리콘의 입계전압은 0.6V이다. 역방향으로 전압이 인가되었을 때도 마찬가지로 아주 작은 역방향 미세전류(Io)만 있을 뿐 실질적으로 전류흐름은 없다. 역방향 전압이 점점 커져 급격히 역방향 전류가 증가하는 지점이 있는데 이를 항복전압(VBR)이라고 한다.
1-2. 정류작용과 포락선검파기의 기본동작 및 성능 파라미터
-정류작용
정현파의 교휴신호를 다이오드를 이용하여 음의 영역 전압을 양으로 반전시키는 동작을 정류한다고 한다.([그림 5] 참고) 정전원 회로에서는 일반적으로 bridge 형태로 다이오드 4개를 사용하여 정류과정의 손실을 죽이고 효율을 높인다.
-포락선검파기
전파 정류기(그림 5)가 반파 정류기(그림 4)보다 출력 단에서 평균전압이 더 크고 양의 교류신호 peek값의 변화가 작아 효율이 우수하다. 이 변화를 리플이며 이를 줄이는 것을 평활 작용이다.

참고 자료

없음