.83
B. 다이오드의 특성
① 순방향 바이어스
VAB
I
1
0.09
0.03
2
0.52
0.29
3
1.10
1.37
4
3.05
2.48
5
7.50
3.58
② 역방향 바이어스
VAB
I
1
-8.30
0
2
-3.07
0
3
-1.20
0
4
-0.60
0
5
-0.06
0
5. 분석 및 토의
① 저항 대신 전구를 연결하면 옴의 법칙이 성립하는가?
Sol) 전구 또한 저항의 한 종류이기에 옴의 법칙은 성립한다. 다만, 전구의 저항을 미리 테스터기를 통하여 관측한 후 실험에 임해야 할 것이다.
② 직렬회로에서 저항에 대해서 전압과 전류 중 어느 것이 일정한가?
Sol) 직렬 연결시에는 모든 저항에 전류가 동일하게 적용되며, 병렬 연결시에는 모든 저항에 전압이 동일하게 적용된다.
③ 다이오드 실험의 전압 대 전류 그래프에서 전류가 수식 (2)와 같이 나타남을 확인하고 다이오드에 의한 정류원리를 설명하여라.
Sol) 다이오드는 애노드측의 전압이 캐소드의 전압보다 높은(순방향 전압이라 하다) 전류가 흘러, 그 반대(역방향 전압이라 한다)에는 흐르지 않는다. 다이오드의 이와 같은 성질은 정류 회로에 이용되는 외에 파형 변환 회로에도 많이 이용되고 있다.
즉, 순방향일 때는 전류가 흐르고, 역방향일 때는 전류가 흐르지 않음을 이용하여 정류를 한다.
6. 고 찰
A. 옴의 법칙
이번 옴의 법칙 실험은 기본적으로 이라는 식을 확인하기 위한 실험이다. 그 실험을 위해 준비한 저항들을 색코드를 통해 공장 출하시의 저항 값을 읽고 실제로 맞는지 테스터기를 사용하여 확인을 하였다. 옴의 법칙 실험을 위한 회로 구성시 전지, 저항에 부가적으로 가변 저항을 추가하여 구성하였다. 각 저항에 따른 전압과 전류의 비는 거의 일정함을 알 수 있었다. 이 때에 교재에 쓰여진 V/R의 기울기를 구하여 이의 그래프를 출력하여 보았는데, 이 보다는 전압과 전류의 기울기를 나타내어 저항의 크기의 기울기를 구하는 것이 보다 쉽게 파악할 수 있었을 것이라는 아쉬움이 남는다. 더불어 실험상에서 전압과 저항의 비를 통하여 전류의 측정값과 이론값의 오차가 발생되었다 이 오차의 원인으로는 우선, 회로판의 저항을 들 수 있다. 회로판 내의 도선내에 존재하는 저항과 도선과 도선을 연결하는 단자들 사이에도 저항이 존재하기 때문에 오차는 크게 늘어났을 것으로 예상된다. 또한 가변저항을 조작하는 과정에서 전압이 확실히 0에 맞추어지지 않고 전류도 약간씩 흐르고 있었으며, 한번 실험 후 바로 전압을 올렸을 때와, 저항을 한번 떼었다가 다시 붙였을 때 전압, 전류값이 달랐던 것 역시 오차의 원인으로 작용했을 것으로 생각되어진다.
B. 다이오드의 특성
다음 실험으로 다이오드에 대한 전압과 전류의 특성을 알아보는 실험이었다. 저항 실험과 동일한 회로 구성아래, 저항을 제거한 후 그 자리에 다이오드를 대체하는 회로로 구성하였다. 앞서 실험한 저항과는 다르게 일정 전압까지는 변화가 없다가 갑자기 증가하는 것을 관측할 수 있었다. 같이 연결했던 저항은 전류가 커짐에 따라 일정하게 전압도 증가했는데 다이오드는 이 실험만으로는 특별한 관계를 찾을 수가 없었다. 단지 어느 시점에서부터 급격히 증가했다는 사실을 알 수 있었다.
이 실험상에서도 가변 저항으로 인하여 오차가 많이 일어났다. 이 가변 저항은 전압이 커질수록 저항은 작아지므로 다이오드에 많은 전류가 흘러 가게 되어 다이오드의 오작동 및 훼손이 일어날 수가 있다. 때문에, 저항을 하나 더 연결하여 저항에 많은 전압이 걸리게 하여 상대적으로 다이오드에는 전압의 크기를 작아 다이오드를 보호하여야 했지만, 이번 실험에서는 가변 저항만을 사용하여 그 신뢰도가 크게 떨어졌다.