PN 접합 바이어스

PN 접합 다이오드 정의

PN 접합 다이오드는 전류가 순방향 바이어스에서는 한 방향으로 흐르고 역방향 바이어스에서는 전류를 차단하는 반도체 장치로 정의됩니다.

순방향 바이어스

순방향 바이어스에서 p형 영역은 양극에, n형 영역은 음극에 연결되어 고갈층이 줄어들고 전류가 흐릅니다.

역방향 바이어스

역방향 바이어스에서 p형 영역은 음극에, n형 영역은 양극에 연결되어 고갈층이 증가하고 전류 흐름이 차단됩니다.

전류 특성

순방향 바이어스에서는 고갈층이 줄어들면서 전류가 쉽게 흐릅니다. 역방향 바이어스에서는 소수의 전하 운반자로 인해 최소한의 전류만 흐릅니다.

파괴 조건

높은 역방향 전압은 젤너 또는 아발란시 파괴를 일으켜 전류가 급격히 증가하게 됩니다. 이는 다이오드 작동 제한을 이해하는 데 중요합니다.

PN 접합의 V-I 특성

순방향 바이어스에서는 작동 영역이 첫 번째 사분면에 있습니다. 게르마늄의 임계 전압은 0.3V이고 실리콘의 임계 전압은 0.7V입니다. 이 임계 전압을 넘어서 그래프는 비선형적으로 상승합니다. 이 그래프는 순방향 바이어스에서 접합의 동적 저항을 나타냅니다.

역방향 바이어스에서는 p-n 접합을 가로지르는 전압이 역방향으로 증가하지만, 대부분의 전하 운반자로 인한 전류는 없으며, 최소한의 누설 전류만 흐릅니다. 그러나 특정 역방향 전압에서 p-n 접합이 전도 상태로 넘어갑니다.

이는 소수의 전하 운반자 때문입니다. 이러한 소수의 전하 운반자를 위한 전압은 고갈층을 깨뜨릴 만큼 충분합니다. 이 상황에서는 접합을 통해 급격한 전류가 흐릅니다. 이 파괴 전압은 두 가지 유형이 있습니다.

아발란시 파괴: 이것은 날카로운 그래프가 아니라 기울어진 선형 그래프입니다. 즉, 파괴 후 작은 역방향 전압 증가로 인해 점점 더 많은 전류가 흐릅니다.

젤너 파괴: 이 파괴는 매우 날카롭고, 더 많은 전류를 얻기 위해 역방향 바이어스 전압을 늘릴 필요가 없습니다. 전류가 급격히 흐르기 때문입니다.

p-n 접합의 저항

p-n 접합의 동적 저항

p-n 접합의 V-I 특성에서 그래프가 선형적이지 않다는 것이 명확합니다. 순방향 바이어스된 p-n 접합의 저항은 rd 옴이며, 이를 AC 저항 또는 동적 저항이라고 합니다. 이것은 PN 접합의 전압-전류 경사와 동등합니다.

p-n 접합의 평균 AC 저항

평균 AC 저항은 외부 입력 전압의 최소값과 최대값의 교차점을 연결하는 직선으로 결정됩니다.p-n 접합과 관련된 몇 가지 중요한 용어