발광다이오드 전압 - balgwangdaiodeu jeon-ab

LED 간의 가장 중요한 차이점다이오드는 LED가 빛을내는 반면 다이오드는 전류가 한 방향으로 만 흐르고 반대 방향으로는 흐름에 반대한다는 것입니다. 다이오드와 LED 사이의 다른 차이점은 아래 비교 차트에 나와 있습니다.

LED는 다이오드로 만들어진다.게르마늄 비소 또는 게르마늄 인화물. 게르마늄 비소 (germanium arsenide)는 전도대 (conduction band)의 전자가 원자가 밴드의 구멍에 에너지를 줄 때 빛을 방출하는 성질을 가지고 있습니다. 다이오드는 전류에 영향을 미치는 전기 회로에 사용됩니다. 전도대의 전자는 원자가 밴드의 구멍에 열의 형태로 에너지를 제공합니다.

내용 : LED 대 다이오드

1. 비교 차트
2. 정의
3. 주요 차이점
4. 결론

비교 차트

LED의 정의

전도 중에 빛을 방출하는 다이오드은 발광 다이오드 또는 LED로 알려져있다. 그것은 전기장의 영향하에 놓여질 때 반도체 물질이 빛을 발산하는 전자 - 휘도 현상에 작용합니다.

순방향 바이어 싱이반도체 재료의 경우 자유 전자는 N- 영역을 가로 지르며 P- 영역으로 들어간다. p-region에서 구멍은 대부분 전하 캐리어입니다. 자유 전자는 전도대에 있고 정공은 원자가 띠에 있고, 즉 전자는 높은 에너지 준위를 갖고 정공은 낮은 에너지 준위를 갖는다.

전자와 정공은그들은 같은 에너지를 가지고 있습니다. 재결합을 위해, 전자는 홀에 에너지를 공급한다. 그들은 광자 또는 빛의 형태로 에너지를줍니다. 따라서 LED는 순방향 바이어 싱에서 빛을 방출합니다.

반도체 재료 (실리콘 및게르마늄)은 열의 형태로 에너지를 전달합니다. GaP와 GaAs는 빛의 형태로 에너지를 제공합니다. 즉, GaAs 및 GaP가 LED를 제조하는데 사용된다. 역 바이어스의 경우 LED는 불이 들어오지 않습니다.

LED는 다음과 같은 장점이 많습니다.크기가 작고 전력 소모가 적으며 색상이 다양하고 면적이 적으며 DC 전력이 낮아야합니다. LED의 단점은 과전압 또는 과전류로 인해 쉽게 손상된다는 것입니다.

다이오드의 정의

다이오드는 2 단자 반도체 소자이는 n 형 및 p 형 반도체 재료로 구성된다. 이 재료들은 서로 연결되어 있습니다. 다이오드는 전류가 한 방향, 즉 양극에서 음극으로 만 흐르게한다.

다이오드는 하나의 전류만을 전도하므로방향으로 흐르게하여 정류기로 사용합니다. 다이오드는 작은 전압이인가 될 때 도체처럼 동작합니다. 전류는 다이오드 양단의 전압 강하를 유발합니다.

LED와 다이오드의 주요 차이점

• 다이오드는 한 방향으로 만 전도하는 반도체 소자이다. LED는 빛을내는 다이오드의 유형입니다.
• 다이오드는 반도체 재료로 만들어지고이 물질의 전자는 열의 형태로 에너지를 낸다. 반면에 LED는 갈륨 아세 나이드 (gallium arsenide)와 인화 갈륨 (gallium phosphide)으로 만들어 지는데 전자는 에너지를 전달하면서 빛을 방출합니다.
• 다이오드는 교류를 직류로 변환하는 반면, LED는 전압을 빛으로 변환합니다.
• 다이오드는 높은 역방향 항복 전압을 가지며 LED는 낮은 역 항복 전압을 갖는다. 역방향 브레이크 다운 전압은 역 바이어스에서 전류가 흐르도록하는 전압입니다.
• 다이오드에서 온 상태 전압은 실리콘의 경우 0.7V이고 게르마늄의 경우 0.3V이다. LED에서 온 - 스테이트 전압은 대략 1.2 내지 2.0V 사이에 놓인다.
• 다이오드는 교류 전류를 정류하고 LED는 빛을 표시합니다.
• LED는 자동차 전조등, 교통 신호, 카메라 플래시, 의료 기기 등에서 사용됩니다. 다이오드는 클리핑 및 클램핑 회로, 전압 정류기, 전압 멀티 플라이어에 사용됩니다.

결론

LED와 다이오드는 서로 다른 재질로되어 있으며,그것들은 서로 다른 특성을 가지고있다. 다이오드는 실리콘 또는 게르마늄으로 만들어 지므로 열의 형태로 에너지를 제공합니다. 그리고 LED는 갈륨 아세 나이드 (gallium arsenide)로 만들어지며 갈륨 인화물 (gallium phosphide)은 빛의 형태로 에너지를 제공합니다.

LED는 다이오드이며 다이오드는 내부 저항이 매우 작습니다 (물론 "앞으로"방향). 따라서 직렬로 다른 것이 없다면 전체 저항은 매우 낮고 전류는 거의 제한되지 않으며이 제한적인 전류는 거의 제한되지 않습니다 LED를 손상시키고 전원을 공급하는 회로에 과부하를 줄 수 있습니다.

그렇습니다. 요소가 직렬로 연결된 경우 회로의 각 지점에서 전류가 동일하다는 것이 완전히 옳습니다.하지만 저항을 추가하면 직렬의 전체 저항이 증가하고 전류가 감소합니다.

LED(발광 다이오드)가 빛나기 위해서는 그 양단에 2 V의 전압을 가할 필요가 있습니다. 그러나 그림1-(a)와 같이 건전지 1개( 약 1.5V)에서는 전압이 부족하기 때문에 발광하지 않습니다. 전압을 높이기 위하여 그림1-(b)와 같이 전지 2개를 직렬로 연결하면 전압(약3V)이높아서 전류가 너무많이 흐르게 되고 그로인해 LED가 파손됩니다. 여기서 LED와 건전지 사이에 그림1-(C)처럼 적당한 크기의 저항기를 삽입하면 적당한 밝기로 발광하며 LED와 건전지에 무리를 가하지 않고 잘 동작합니다. 이와 같이 전류의 흐름을 제한하는 것으로 전기회로를 순조롭게 동작하도록 하는 기능을 가지고 있는 것이 저항기이며 전기 회로에 빠질수 없는 부품의 하나입니다.

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실험7 : 발광 및 제너 다이오드

목적 : 발광 다이오드와 제너 다이오드의 전류와 전압을 계산하고, 측정한다.

실험장비 : DMM, 저항, 다이오드, LED, 제너(10V)

◈ 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)

1. 정의

- 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고,

이들의 재결합(再結合)에 의하여 발광시키는 것.

- 전기에너지를 빛에너지로 변환시켜주는 '광반도체'

2. 원리

              < P-N접합 구조 >

- 양(+)의 전기적 성질을 가진 p형 반도체

   (정공(hole)이 많아 양의 성격)

- 음(-)의 전기적 성질을 지닌 n형 반도체

   (전자(electron)가 많아 음의 성격)

             < 순방향 바이어스 >

①수 볼트의 전압으로 전류가 흐른다.

②n층의 전자가 p층으로 이동해 정공과 결합

③에너지를 발산하는데 이 때 에너지는 주로

열이나 빛의 형태로 방출

④빛의 형태로 발산하는 것이 바로 LED

3. 이론

✔ 두선 중 긴것이 + 극이고, 짧은 것이 - 극.

✔ 발광다이오드가 포함된 회로를 구성하는데,

전원 공급원과 다이오드를 직렬로 연결

하게 되면 LED는 타게 됨.

→ 전류제한을 걸어 주기 위해, 저항 설치

4. 색상과 문턱전압

- LED 역시 색 마다 가지고 있는 문턱전압이 모두 다르다. 빛을 내기 위해서는 반드시

문턱전압 이상의 전압을 걸어줘야 함.

5. LED 특성곡선

- 각각 LED는 색 마다 문턱전압이 모두 달라, 문턱전압 이하에서는 전류가 거의 하지

않다가 문턱전압이상으로 전압을 걸어주면 급격하게 증가함.

◈ 제너 다이오드

1. 정의

- 정방향에서는 일반 다이오드와 동일한 다이오드의 특성을 보이며 전류가 흐르지만

역방향 전압에서는 일반 다이오드보다 낮은 전압(항복전압)에서 역방향 전류가 흐르도록

만들어진 소자.

- 일정한 전압에서 전류를 얻기 위해 사용(정전압)

2. 원리 및 작동 순서

- 일반 다이오드와 다르게 극성(+,-)를 반대로 연결해야 작동한다.

① 일반적인 다이오드와 동일한 방식에서 역방향 바이어스가 가하도록 연결.

② 역방향 바이어스가 가해시지면 소수캐리어(N형 반도체-정공, P형 반도체-전자)들이

증가하면서 속도가 증가.

③ 속도가 증가한 소수캐리어들에 의하여 운동에너지를 얻게 되며 완전한 결합을 하고

있는 원자들과 부딪침.

④ 부딪치는 도중 완전한 결합을 하고 있는 전자가 에너지를 얻게되며 그 에너지로 인해

양전하에서 떨어져 나오는 이온화 과정을 시작.

⑤ 지속적으로 이온화 , 많은 전자들이 발생, 그 순간 사태전류 (Avalanche current) 생성.

⑥ 사태 전류(Avalanche current)로 인하여 쌓여진 전자들이 동시에 눈사태처럼 커지는

사태 항복(Avalanche Breakdown) 발생.

⑦ 사태 항복(Avalanche Breakdown)로 인해 갑자기 급격한 전류 증가하기 시작.

⑧ 제너다이오드 구동.

- Zener potential(Vz) : 급격한 전류변화가 발생하는 역방향 전압

- 제너 영역 : 전류 특성이 급격하게 변화가 변화하는 영역

- 사태 전류(Avalanche current) : 이온화 과정으로 인해 전자들이 많이 쌓이는 현상.

- 사태 항복(Avalanche Breakdown) : 많이 쌓여진 전자들이 동시에 이동하는 현상.

- 제너 영역으로 들어가기 전의 최대 역 바이어스 전압.

= PIV(Peak Inverse Voltage) 정역 / PRV(Peak Reserve Voltage) 정역

3. 이론

참고문헌

http://samsungsemiconstory.com/295

http://zecca.tistory.com/113

http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_7.html

http://xenon87.tistory.com/entry/제너다이오드-Zener-Diode

[네이버 지식백과] 발광다이오드 [luminescent diode] (두산백과)

http://samsungsemiconstory.com/248

http://blog.daum.net/wacha/36

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=4503

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