제너다이오드

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제너다이오드
△제너다이오드
제너다이오드는 다이오드에 역방향 전압을 가했을 때 전류가 거의 흐르지 않다가 어느 정도 이상의 고전압을 가하면 접합면에서 제너 항복이 일어나 갑자기 전류가 흐르게 되는 지점이 발생하게 된다.

이 지점 이상에서는 다이오드에 걸리는 전압은 증가하지 않고, 전류만 증가하게 되는데 이러한 특성을 이용하여 레퍼런스 전압원을 만들 수 있다.

예를 들어, 만약 3V의 역전압에서 제너항복이 일어나는 다이오드를 만든다면, 이것을 이용하여 + 혹은 - 3V의 기준전압을 만들 수가 있다.

PN접합의 항복(Breakdown)영역에서 동작특성이 나타나도록 제작된 다이오드로 주로 정전압용으로 사용된다. PN반도체의 도핑레벨(Doupping Level)을 변화시켜서 2 ~ 200 [V]의 항복범위를 갖도록 해당 전압별로 제작된다.

제너(Zener)항복은 애벌런취(Avalanche)항복과 달리 다이오드가 강하게 도핑(Doupping)되면 공핍층이 대단히 좁아지므로 공핍층에서 생기는 전계의 세기가 300,000[V/cm]정도가 되면 가전자대 전자가 전도대로 충분히 끌어 올려지는데 이러한 형태에 의한 항복을 말하며, 고전계방출(Highh Field Emission)이라고도 한다.

제너다이오드의 특성에서 항복전압 Vz에 도달하기까지 역방향 전류는 무시할 수 있다. Vz에서는 급경사적으로 나타나므로 전류는 거의 수직적으로 나타난다. 대부분의 항복영역구간에 걸쳐 출력전압은 Vz와 같게 된다.

제너다이오드의 소비전력 Pz는

Pz = Vz * Iz

로 표현되는데 이 값이 최대치(Data Sheet 상에 표시)이하인 경우는 제너다이오드가 파손되지 않고 원상 복귀된다. 제너다이오드의 정격용량은 1/4 ~ 50[W]정도이다.

△바이어스
1)고정바이어스회로
그림 1-1에서 고정바이어스회로(fixed bias circuit)라고 하는 가장 간단한 회로를 소개한다. 이 회로에서는 컬렉터전류와 베이스전류가 전원과 병렬로 인가되어 가해진다.

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