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의용공학과/기초전자회로

[기초전자회로] LED, 제너다이오드

 [기초전자회로] LED, 제너다이오드

 

1. Light-Emitting Diode (LED)

 

 

LED(Light Emitting Diode:발광다이오드)는 화합물 반도체(EX : GaP, GaAs)PN 접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서, P측에 , N측에 극을 접속하면 P측의 정공은 N측에, N측의 전자는 P측으로 이동하여 PN 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛으로 발광하는 원리이다. 즉 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 발광시키는 것이다.

 

2. Zener Diode

Zener Diode는 역방향으로 전압을 가했을 경우에 어떤 전압에서 안정하는 성질을 이용하여, 일정한 전압을 얻기 위해 사용한다. 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 다이오드가 강하게 도핑되면 공핍층이 대단히 좁아지므로 공핍층에서 생기는 전계의 세기가 300,000[V/cm]정도가 되면 가전자대 전자가 전도대로 충분히 끌어 올려지는데 이러한 형태에 의한 항복을 말하며, 고전계 방출(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 같게된다. 제너다이오드의 소비전력 PzPz = Vz * Iz 로 표현되는데 이 값이 최대치(Data Sheet 상에 표시)이하인 경우는 제너다이오드가 파손되지 않고 원상 복귀된다.