08. [하드웨어] 다이오드에 대해 알아보자

08. [하드웨어] 다이오드에 대해 알아보자

안녕하세요 JNP 입니다.

 

오늘은 각 다이오드에 대한 심볼(기호) 및 다이오드의 역할을 알아보겠습니다.

 

다이오드는 P형 과 N형 반도체를 접합을 하여 만들어 지는 전자부품으로 알고 계실겁니다. 다이오드 성질은 한쪽 방향으로는 전류를 잘흐르게 하지만 반대쪽 방향으로는 흐르지 않게 만들어 줍니다. 이와같은 성질을 이용하여 반파 정류회로 전파 정류회로등 다양한 전원장치에 많이 사용되고 과전압을 보호하는 역할로도 사용되고 다양하게 이용 됩니다.

 

다이오드 들어가기전 용어 강의

문턱전압

문턱전압 이상의 전입이 걸려야 회로에서 전류가 흐르게 됩니다.

(보통 일반 다이오드는 0.7V, 쇼트키 다이오드0.2~0.3V 특성 이 있습니다.)

 

항복전압

다이오드는 역방향으로 들어오는 전압을 차단하는데에 한계가 있으며 이 항복전압의 넘어서 더큰 전압이 들어오면 전류를 차단하지 못하고 역방향으로 흐르게 됩니다. 회로선정시 회로 특성이 알맞게 알맞은 다이오드를 사용해야합니다.

보통 데이터시트에서는 [Vdc] - DC Blocking Voltage 라고도 합니다. 또는 [Vbr] - Breakdown Vltage 전압이라고도 합니다.

 

순방향 전류

순방향으로 전류가 흐를때 허용되는 전류의 용량을 말합니다.

데이터 스트에서 기호는 [IF] - Forward Current 라고 합니다. 흘릴수 있는 평균 전류라고 생각하시면 됩니다.

 

 

 

1. 일반 다이오드(정류 다이오드)

기본적이고 범용적인 전류를 한방향으로 흐르게 하는 특성이 있습니다. 정류 작용을 하거나 역전류를 방지해 회로를 보호하는 역할을 하는 다이오드 입니다. 반파 정류회로 전파 정류 회로등 전원 장치에 많이 사용 되는 다이오드 입니다.

문턱 전압이 0.7V입니다. 

그림1) 정류 다이오드 기호

2. 제너 다이오드(정전압 다이오드)

일정한 정압을 유지시켜주는 특성이 있습니다. 전원 회로에서 전압을 일정하게 유지하시켜 주는 역할을 합니다. 일반 다이오드와 다르게 역방향으로 전압을 걸어서 사용합니다. 만약 회로에서 5V 가 입력이 되는데 나는 3.3V 전압을 인가 받고 싶다면 제너 다이오드르 사용하시면 됩니다. 하지만 보통 이런경우는 레귤레이터를 사용하여 전압을 바꾸어 줍니다. 개발 단계나 조립 단계 에서 PCB 전원 입력단에서 전원을 파워를 잘못 넣을수 있기 때문에 회로를 손상을 방지하고자 많이사용 합니다. 

그림2) 제너 다이오드 심볼

 

3. 발광 다이오드(LED)

빛을 발광하는 특성이 있습니다. 순방향으로 전류를 가하면 빛을 내는 특성이 있고 일반사람들이 가장 많이 사용합니다. DIP TYPE LED를 보면 다리 긴쪽이 ANODE 짧은 쪽이 CATHODE 라고 합니다. PCB에 박힌 DIP LED를 재활용 하여 사용한다고하면 다라의 길이는 의미가 없습니다. 그래서 플라스틱 케이스안 LED 모양을 보시면 작은쪽이 ANODE 큰쪽이 CATHODE 를 확인하여 재활용 한기억이 있습니다. 요즘은 그럴 상황은 거의 없겠죠..ㅎㅎ

전류의 크기에 따라 밝기가 결정 됩니다. 전류 계산법은 https://engineer-jnp.tistory.com/20 참고 부탁드립니다.

 

4. TVS 다이오드(Transient Volage Suppressor)

순간적인 과전압을 보호하는 특성이 있습니다. 지속적인 과전압을 보호 할수 없습니다. 한마디로 스파크나 서지(ESD)에 대해 보호를 해주는 다이오드 입니다. 주로 RS485통신이나 CAN 통신 각 통신 라인에 많이 걸어서 사용합니다. 통신을 잘하고 있는데 스파크로 사용하는 칩이 고장이 나거나 불량이 나면 A/S 를 해줘야 하기때문에 통신라인에 자주 사용합니다.

그림3) TVS DIODE 심볼

 

5. 쇼트키 다이오드

역방향에서 순방향으로 빠르게 전환할수 있는 특성이 있습니다.

고속 정류등에 빠른 스위칭이 필요한 정류에 많이 사용 됩니다.

위에도 언급했지만 다시한번 언급하자면 보통 문턱전압이 0.2~0.3V로 일반(정류)다이오드 보다 낮습니다. 

그림4) 쇼트키 다이오드 기호

 

이상으로 다이오드를 알아 봤습니다. 나중에는 직접 회로에 적용을하여 ARTWORK을 해보겠습니다.

ARTWORK 을 해서 결과를 가지고 SMT도 해보고 제어도 해보겠습니다.

 

시간이 조금 걸리겠지만 지금은 기초를 배우고 나중에 직접 다같이 해보겠습니다.

 

감사합니다.