실험 15. 옴의 법칙

목차

[1] 실험 목적
[2] 측정값 및 계산
[3] 질문에 대한 토의
[4] 종합 토의
[5] 참고 문헌

본문내용

㊉다이오드의 작동 원리
전원 혹은 바이어스 전압이 연결되지 않은 상태에서 p-n 접합을 만들면, 접합부 근처에서 p형 반도체와 n형 반도체에 각각 존재하는 전하 운반자인 양공과 전자는 상대적 밀도 차이로 인해 서로를 향해서 확산된다. 이렇게 각각의 전하 운반자가 확산하면 접합부 근처의 p형 반도체 쪽에는 (-) 전하를 띈 받개 이온, 이와는 반대로 n형 반도체 쪽에는 (+) 전하를 띈 주개 이온이 남게 된다. 따라서 p-n 접합부 근처는 더이상 전기적으로 중성이 아니라 전하를 띄게 되므로 이 영역을 공간 전하 영역, 또는 전하 운반자가 결핍된 영역이어서 결핍 영역이라고 부른다. 이로 인하여 접합부 근처에 전위차가 생기는데, 이를 빌트인 퍼텐셜(built-in potential)이라고 부른다. 빌트인 퍼텐셜은 전하 운반자의 확산에 따라 점점 더 커지지만, 그 결과로 형성된 전기장 때문에 전하 운반자는 반대쪽으로 움직이게 된다. 따라서 바이어스 전압을 걸지 않은 상태에서 전하 운반자는 서로 반대쪽으로 움직이게 하려는 두 가지 요인이 평형을 이루는 상태에 도달하고, 그러면 전하는 더 이상 이동하지 않는다.

질문 5. 실험 2의 스코프 1의 그림으로부터, 가 까지 상승하고 있는데, 다이오드의 전압 가 약 보다도 작은 값에 머물러 있는 이유를 설명하시오.

다이오드는 일정한 전압 이상에서 전류의 크기가 급격히 상승하므로, 순방향으로 흐를 수 있는 전류가 제한되어 있다. 따라서 더 높은 전압이 다이오드에 가해지더라도 다이오드에는 허용된 전류만이 흐르고 직렬로 연결되어있는 저항에 가해지는 전압이 커진다. 가 4 까지 상승해도 는 다이오드에 흐를 수 있는 허용전류와 다이오드의 내부 저항에 의한 전압

(0.654) 정도로 유지되게 된다. 따라서 다이오드의 허용전류가 높을수록 전압강하가 크게 일어남을 짐작할 수 있다.

㊉ 전류가 두 전위 사이를 흐를 때 저항을 직렬로 여러 개 연결하면 전류가 각 저항을 통과할 때마다 옴의 법칙만큼 전압이 작아져 나타나는 현상을 전압강하라 한다.

참고 자료

<물리학실험 제11판 [수정 증보판]>/김상열/아주대학교출판부/2018/131-139p
<일반물리학 제9판>/일반물리학 교재편찬위원회/북스힐/2016/421-424p
<물리학백과>/다이오드/한국물리학회
<두산백과>/전압강하