아낌없이 주는 나무

1. 다이오드

  ▣ 다이오드는 p형 반도체와 n형 반도체를 하나의 반도체에 결합한 구조로 2개의 전극을 가진 소자이다.

 ▣ P형 반도체는 4가 반도체에 3가 불순물을 주입하여 만들고 N형 반도체에는 4가 반도체에 5가 불순물을 주입하여

       만든다.

가. 정류용 #다이오드

  ① 순방향 전압시 저항 "0", 역방향 전압시 저항 "∞"

  ② 정류 특성

      ㉠ #컨버터 (converter) : 교류를 직류로 변환

      ㉡ #인버터 (Inverter) : 직류를 교류로 변환

      ㉢ 부(-) 저항 특성을 가지지 않는다.

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 나. 발광 다이오드 (LED)

   ① 응답속도가 매우 빠르다.

   ② PN접합에 순방향 전류를 흘려서 발광시킨다.

   ③ 전구에 비해 수명이 길고 진동에 강하다.

   ④ 발열이 작다.

   ⑤ 재질 : 비소화갈륨 (GaAs), 인화갈륨(GaP)

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3. 트랜지스터 (TR)

  ▣ 트랜지스터는 전류를 증폭할 수 있는 부품이고 작은 베이스 전류로 큰 콜렉터 전류를 조절할 수 있다.

       또한 스위치 역할을 한다.

   ⊙ 트랜지스터는 NPN, PNP 두종류가 있다.

   ⊙ 베이스에 전압이 가해지면 이미터, 컬럭터 사이에 도통된다. ⇒ 스위치 역할, 증폭 역할

가. 트랜지스터의 특성 및 구성

  ① 베이스 전류에 따라 컬렉터 전류가 흐르거나 흐르지 않기도 하는 스위칭 작용을 한다.

  ② 약간의 베이스 전류로 큰 컬렉터 전류를 얻을 수 있는 증폭 특성을 가진다.

  ③ 고온에 약하다.

  ④ #베이스 (B), #이미터 (E), #컬렉터 (C)의 3개의 다리로 구성된다.

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나. 초고주파용 트랜지스터의 구비조건

   ① 컬렉터 전압이 커야 한다.

   ② 컬렉터 전류가 커야 한다.

   ③ 이미터 접합 면적이 작아야 한다.

   ④ 베이스 두께가 매우 얇아야 한다.

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다. FET (전계효과 트랜지스터)의 특성

   ① 집적도가 높다.

   ② 입력저항이 매우 크다.

   ③ 이득대역폭이 작다.

   ④ 소비전력이 작다.

   ⑤ 동작속도가 느리다.

   ⑥ 소자특성이 단극성 소자이다.

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라. 확산형 #트랜지스터

   ① 불활성 가스 속에서 확산시킨다.

   ② 단일 확산형과 2중 확산형이 있다.

   ③ 베이스 내에서 확산시킨다.

   ④ 기체반도체가 용해하는 것보다 낮은 온도에서 불순물을 확산시킨다.

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마. #MOSFET (금속 산화막 전계효과 트랜지스터)의 특성

   ① 산화 절연막을 가지고 있어서 큰 입력저항을 가지고 게이트 전류가 거의 흐르지 않는다.

   ② 2차 항복이 없다.

   ③ 안정적이다.

   ④ 열 폭주현상을 보이지 않는다.

   ⑤ 소전력으로 작동한다.

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바. 각 단자의 전류​

        여기서, β : 베이스 전류와 컬렉터 전류 사이의 비율 (이미터 접지 전류증폭정수)

                     α : 이미터로 주입되어 캐리어가 컬렉터에 도달하는 비율 (베이스 접지 전류증폭정수)

  ② α와 β의 관계

가. SCR의 특징

   ① PnPn의 4층 구조로 되어 있다.

   ② OFF 상태의 저항은 매우 높다.

   ③ 특성곡선에 부저항 부분이 있다.

   ④ 게이트 전류를 바꿈으로써 출력전압을 조정할 수 있다.

   ⑤ 스위칭 소자이다.

   ⑥ 직류 및 교류의 전력 제어용으로 사용된다.

   ⑦ 단방향성 #사이리스터 이다.

   ⑧ 게이트 전류에 의하여 방전개시전압을 제어할 수 있다.

   ⑨ 도통 상태에 있는 SCR을 차단하는 방법

       ㉠ 전압의 극성을 바꾸어 준다.

       ㉡ 양극전압을 부(-)로 바꾼다.

       ㉢ 음극전압을 양(+)로 바꾼다.

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   ※ #래칭전류 (Latching Current)

      ▣ #트리거 신호가 제거된 직후에 사이리스터를 ON 상태로 유지하는데 필요로 하는 최소한의 주전류

   ※ 유지전류 : SCR이 ON된 후에 ON 상태를 유지하는데 필요한 최소 전류

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나. #서미스터 (Thermistor)

   ① 부(-) #저항온도계수 (NTC)의 특성 : 온도 증가시 저항 감소

   ② 열을 감지하는 #감열저항체 소자

   ③ 온도 보상용, 온도계측용(온도계), 온도보정용

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다. #바리스터(Varister) : 가변 용량 소자

   ① 전압에 따라 저항값이 비직선적으로 변화하는 저항 소자

   ② 회로를 병렬로 연결하여 사용

   ③ 서지전압으로 부터 기기 보호

   ④ 계전기 접점의 불꽃 제거

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라. #집적회로 (IC)

  ▣ 하나의 칩(조각) 속에 트랜지스터와 다이오드, 저항 등의 소자를 내장한 것

    ① 대량생산

    ② 신뢰도 향상

    ③ 전자기기의 소형, 경량화

    ④ 빠른 동작속도

가. 진성반도체

  ① 실리콘과 게르마늄과 같은 반도체 물질을 아주 높은 순도로 정제한 것

  ② 불순물이 전혀 섞이지 않은 반도체

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나. n형 반도체

  ① 실리콘 보다 가전자가 1개 많아서 전체적으로 정공보다 음 (negative)의 전기를 띠는 반도체 즉, (-)인 전자가

       전기운반책

  ② 가전자가 1개 남는 불순물

  ③ 불순물 : #도너 (donor)

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다. P형 반도체

  ① 실리콘 보다 가전자가 1개 적어서 자유전자 보다 양(Positive)의 전기를 가진 정공이 많은 반도체, 즉, (-)인 정공이

       전기운반책

  ② 가전자가 1개 모자라는 불순물

  ③ 불순물 : #억셉터 (acceptor)

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【 출제 예상 문제】

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1. 도너(donor)와 억셉터(acceptor)의 설명중 틀린 것은 ? ④

   ① 반도체 결정에서 Ge이나 Si에 넣는 5가의 불순물을 도너라고 한다.

   ② 반도체 결정에서 Ge이나 Si에 넣은 3가의 불순물에는 In, Ga, B 등이 있다.

   ③ 진성반도체는 불순물이 전혀 섞이지 않은 반도체이다.

   ④ n형 반도체의 불순물이 억섭터이고, P형 반도체의 불순물이 도너이다.

[해설] n형 반도체와 p형 반도체

    ⊙ n형 반도체의 불순물이 도너이고, p형 반도체의 불순물이 엑셉터이다.

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2. 반도체의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은 ? ①

   ① #진성반도체 의 경우 온도가 올라 갈수록 양(+)의 온도계수를 나타낸다.

   ② 열전현상, 광전현상, 홀효과 등이 심하다.

   ③ 반도체와 금속의 접촉면 또는 P형, n형 반도체의 접합면에서 정류작용을 한다.

   ④ 전류와 전압의 관계는 비직선형이다.

[해설] 반도체 : 반도체는 저항온도계수가 (-)로서 저항값은 온도에 반비례한다.

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3. 다음중 원자 하나에 최외각 전자 4개인 4가의 전자 (four valence electrons)로서 가전자대의 4개의 전자가 안정화를

    위해 원자끼리 결합한 구조로 일반적인 반도체 재료로 쓰고 있는 것은 ? ①

   ① Si                 ② P                      ③ As                    ④ Ga

[해설] 실리콘(Si) : 가전자대의 4개의 전자가 안정화를 위해 원자끼리 결합한 구조

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4. P형 반도체에 첨가되는 불순물에 관한 설명으로 옳은 것은 ? ②

   ① 5개의 가전자를 갖는다.

   ② 엑셉터 불순물이라고 한다.

   ③ 과잉전자를 만든다.

   ④ 게르마늄에는 첨가할 수 있으나 실리콘에는 첨가되지 않는다.

[해설] P형 반도체

     ① 억셉터 불순물                   ② 3개의 가전자를 갖는다.

     ③ 부족전자를 만든다.           ④ 게르마늄, 실리콘 모두 첨가 가능

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5. 4가 원자의 순수한 결정에 3가인 불순물을 넣어서 전자가 뛰어나간 빈자리인 정공 (hole)을 만드는 반도체는 ? ②

   ① #N형 #반도체           ② #P형 반도체                ③ PN 접합 다이오드            ④ SCR

[해설] P형 반도체 : 3가 원소 ( #가전자 가 1개 모자라는 반도체)