학문
처음처럼그때처럼
다이오드는 왜 한쪽 방향으로만 전류를 흐르게 하나요?
전자회로에서 다이오드가 정류 작용을 한다고 배우는데, 반도체 접합 구조가 어떻게 특정 방향으로만 전류를 통과시키는 성질을 갖게 되는지 궁금합니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 설재훈 전문가입니다. 다이오드는 쉽게 말하면 전기가 한쪽 방향으로는 잘 흐르고, 반대 방향으로는 흐르기 어렵게 만든 반도체 부품입니다.
핵심은 P형 반도체와 N형 반도체를 붙인 PN 접합입니다. P형에는 양공이 많고 N형에는 전자가 많은데, 두 물질을 붙이면 경계 부분에서 전자와 양공이 서로 만나면서 전류가 쉽게 지나가지 못하는 공간(공핍층)이 만들어집니다.
여기에 전압을 한 방향으로 걸어주면 공핍층이 좁아지면서 전자와 양공이 접합부를 통과할 수 있게 되어 전류가 흐릅니다. 반대로 전압을 걸면 공핍층이 더 넓어져 전류가 흐르기 어려워집니다.
그래서 다이오드는 전압을 어느 방향으로 걸어주느냐에 따라 전류가 흐르거나 막히는 성질을 가지게 되고, 이를 이용해 교류를 한쪽 방향의 전류로 바꾸는 정류 작용을 할 수 있는 것입니다.
채택된 답변안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 PN 접합으로 만들어지며 접합부에는 전하가 이동하기 어려운 공핍층이 형성됩니다 순방향으로 전압을 걸면 공핍층의 장벽이 낮아져 전자와 정공이 접합부를 넘어 이동하면서 전류가 흐릅니다 반대로 역방향 전압을 걸면 공핍층이 더 넓어져 전하의 이동이 막히기 때문에 아주 작은 누설전류만 흐릅니다 따라서 다이오드 전압을 가하는 방향에 따라 전류가 흐르기 쉬운 상태와 어려운 상태가 만들어져 정류 작용을 합니다
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
다이오드는 전자가 많은 N형 반도체랑 정공이 많은 P형 반도체를 붙여서 만듭니다. 이 접합면에 전하가 없는 공핍층이라는 막이 생겨서 자연스럽게 만들 수 있죠. 이때 P형의 플러스, 그리고 N형의 마이너스 전압을 거는 순방향을 가해주면 공핍층이 얇아집니다. 그래서 전류가 통과하게 되죠. 반대로 역방향으로 전압을 걸어주면 공핍층이 오히려 넓어집니다. 그러면 전자들이 막혀서 흐르지 못하는 원리입니다. 결국 이 한쪽 방향 통로 구조 덕분에 교류를 직류로 바꿔주는 정류 작용을 완벽히 해내는 겁니다.
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 붙인 PN 접합 구조를 이용하여 전류의 방향을 제어합니다.
접합부에서는 전자와 정공이 서로 이동하면서 전하가 거의 없는 공핍층과 내부 전기장이 만들어지는데, 순방향 전압을 걸게되면 이 공핍층의 장벽이 낮아져 전자와 정공이 접합부를 넘어 이동하면서 큰 전류가 흐를 수 있습니다. 반대로 역방향 전압을 걸면 공핍층이 더 넓어지고 장벽도 커지기 때문에 대부분의 전류가 차단되어 버립니다.
그래도 아주 작은 누설전류는 존재하고, 역전압이 너무 커지면 항복현상이 일어나 큰 전류가 흐를 수도 있습니다. 그래서 다이오드는 교류를 한쪽 방향 성분으로 바꾸는 정류회로와 역전압 보호회로 같은데 많이 쓰이는 것입니다.