오드의 동작특성을 잘 나타내는 실험 결과이다.
과정 6-9
이번 실험은 가변저항을 사용해 바이어스를 조절하며 리미터의 동작을 확인하는 실험이다. 먼저 왼쪽의
다이오드에 가변저항을 통해 역방향 바이어스 5V를 인가한 후 9Vp-p 의 사인파를 입력했다. 그 결과
입력신호의 (+)부분에서 5V 위쪽이 잘려나간 형태의 파형의 출력되었다. 이것은 역방향 바이어스의 영향
으로, 순방향으로 최소 5V 이상의 전압이 입력되어야 다이오드가 동작하게 되고, 즉 short 되고, 이때의
출력파형은 잘려 나가는 것이다. *출력파형을 보면 5V보다 조금더 높은 전압이란 것을 알 수 있는데,
이것은 다이오드 내부의 최소 동작 전압인 0.7V 가 더해졌기 때문이다.
과정 6-10
이번에는 오른쪽 다이오드를 연결하고 왼쪽 다이오드는 연결하지 않고 실험했다 .그 결과 6-9 실험과
반대의 결과를 나타냈다. 이것은 순방향으로 -5V 의 바이어스가 걸렸기 때문에 최소 -5V보다는 작은
전압이 입력되었을때 다이오드가 short 된다는 것을 알 수 있다.
과정 6-11
이번엔 두 다이오드 모두 연결한 후 실험했다. 왼쪽 다이오드의 역방향 바이어스와 오른쪽 다이오드의
순방향 (-) 바이어스의 효과가 모두 나타났다. 그 결과 위 아래 부분 모두 잘려나간 형태의 파형이
출력되었다.
과정 6-12
이번에는 바이어스 전압의 크기를 18V 로 늘려서 실험했다. 이때, 두 다이오드에 각각 9V의 바이어스가
걸리게 되는데, 이것은 입력파형과 같은 크기이다. 이 때문에 두 다이오드는 전혀 동작하지 못하므로
출력파형은 입력파형과 동일한 형태이다.
과정 6-13-(1) 좌측으로 저항을 변화시킬 때
이번엔 가변저항을 좌측으로 돌리면서 실험했다. 왼쪽 저항이 점점 작아질수록 출력파형의 (+)부분은
내려가고, (-) 부분은 입력파형과 같아지게 된다. 시뮬레이션은 최대한 저항의 차이를 크게 했을 때의
결과이다.
과정 6-13-(2) 우측으로 저항을 변화시킬 때
마찬가지로 가변저항을 우측으로 돌렸을때는 출력파형의 (+) 부분은 입력파형과 같아지고 (-)부분은 점점
0V에 근접해가는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 가변저항을 통해 두 다이오드의 바이어스를 조절했기 때문에
생기는 현상이다.
과정 6-14
왼쪽 다이오드에 걸리는 바이어스를 3V , 오른쪽 다이오드에 걸리는 바이어스를 -7V가 되게 하고 실험을
했다. 그 결과 출력파형의 (+)부분은 3V 만큼 올라간 형태로, (-)부분은 -7V만큼 내려간 형태로 출력되었다.
과정 6-15
이번엔 가변저항을 조절해서 왼쪽 다이오드엔 7V , 오른쪽 다이오드엔 -3V 의 바이어스가 걸리도록했다.
그 결과 출력파형의 (+)부분은 7V 부분에서, (-)부분은 3V 부분에서 잘려나간 형태의 파형이 출력되었다.
또한, 다이오드의 내부 동작전압에 의해 조금 더 큰 전압에서 잘려나간 것을 확인 할 수 있었다.
다. 브리지 정류기 출력 - 필터가 없는 경우
(1) 측정 Table
과정
스위치 위치
파형
피크전압
S1
S2
S3
S4
S6
28
open
open
open
open
x
29
closed
open
open
open
x
30
closed
closed
open
open
y
31
closed
closed
closed
closed
y
closed
closed
closed
open
closed
closed
open
closed
(2) 실험 분석
과정 7-28 o-o-o-o
이번 실험은 브릿지 정류기의 동작특성을 알아보는 실험이다. 먼저 모든 스위치를 열고 실험을 한 결과
아무런 파형도 출력되지 않았다. 피스파이스 시뮬레이션에서는 미세한 파형이 나타났는데, 2.0*10^(-24)V
로서, 거의 0V 라고 할 수 있다.
과정 7-29 c-o-o-o
이번엔 1번 스위치만 닫고 실험했다. 마찬가지로 아무런 파형이 출력되지 않았다. 회로를 보면 사인파의
(+)에서 출발한 신호는 중간에 끊긴 회로에 의해 출력파형에는 아무 영향을 미치지 못한다.
과정 7-30 c-c-o-o
이번에는 1번과 2번 스위치를 닫고 실험을 했다. 회로도에서 보는 바와같이 이번 실험도 사인파의 신호는
중간에 끊긴 회로에 의해 아무런 동작을 못하는 것이다.
과정 7-31 c-c-c-c
이번에는 모든 스위치를 닫고 실험했다. 그 결과 전파 정류의 파형이 출력되었다. 이 결과는 사인파 소스
의 (+) 부분에서 출발한 (+)신호가 위 회로의 D5 다이오드를 지나 출력파형에 (+)파형을 출력하고 D7
다이오드를 통해 (-) 부분으로 돌아오고, 사인파 소스의 (-)부분에서 출발한 (+)신호가 D6 다이오드를 지나
출력파형에 (+)파형을 출력하고 D4를 통해 (+)부분으로 돌아오기 때문에 생기는 결과이다.
과정 7-32 c-c-c-o
이 실험은 4번 스위치만 열고 실험했다. 그 결과 사인파 소스의 (+)부분에서 출발한 (+)파형만이 출력에
나타나고, (-)부분의 파형은 끊긴 스위치 때문에 출력에 나타나지 않았다.
과정 7-33 c-c-o-c
이번 실험은 3번 스위치만 열고 실험했다. 그 결과 사인파 소스의 (-) 부분에서 나온 (+)전압만이 출력에
나타났다. 그 결과 반파 정류의 효과를 나타냈다. 32번 실험과 33번 실험의 출력파형은 엄연히 다른 파형
이다. 그러나 오실로스코프 상에서는 구분하기 어려웠다.
이번 실험에서 오실로스코프의 채널을 2개 동시에 사용하지 못했는데, 그 이유는 채널1과 채널2 의 접지가
연결되어있기 때문이다.
또한 출력파형은 입력파형보다 약간 작게 나타나고 그 결과 전파정류의 경우 정확한 전파정류가 아닌 약간의
지연현상이 나타났는데, 이것은 다이오드가 최소 동작 전압인 0.7V가 되는데 걸리는 시간 때문에 생긴 결과
이다.
Discussion
이번 실험에서는 리미터와 정류기의 동작특성을 알아보는 실험이었다. 다이오드의 순방향, 역방향
바이어스에 따라서, 또한 회로의 다양한 구성에 따라서 출력파형 또한 다양한 형태로 출력되었다.
4개의 다이오드를 사용한 정류기를 통해 다이오드의 정류기능을 알 수 있었다. 이러한 정류기는
직류 형태의 전원을 필요로 하는 다양한 방면에서 활용될 수 있을 것이다.