뭐 하는 친구인가?
논리회로 등 수업시간에, 혹은 고교 물리 시간에 '정류 작용' 소자라고 배웠을 것.
정방향 전류를 허용한다.
역방향 전류를 차단한다.
이 특성을 활용해 AC to DC 회로를 만들 수 있다.
뉴비의 첫 실전
나에겐 왜 필요한가?
어떤 소자, MCU, SoC, MCP...는 역전압이 걸리면 고장 난다.
개발자의 실수에 의해 역전압이 걸릴 수 있다.
땜질하다가 선 잘못 연결하거나-
프로그래밍을 잘못해도 그럴 수 있지!
노이즈에 의해 역전압이 생길 수도 있는 것이다.
전류는 자기장을, 자기장은 전류를... 항상...
실수로든, 노이즈로 인해서든, 비싼 칩이 망가지면 큰 돈이 나간다.
값싼 칩은 고장난 거 교체한다고 땜 다 뜯어내려면...(뒷목)
소자 하나가 망가져도 땜질 뜯어내야...(뒷목)
하지만 우리가 보통 쓰는 다이오드(전자회로용)는 개당 십 원쯤밖에 안 한다!
당초 설계에서부터 역전압을 허용하지 않음으로써 여러 가치를 보호할 수 있다.
나의 전세방
(쇼트로 인한 화재)
나의 목숨
(쇼트로 인한 콘덴서 등의 폭발)
나의 지갑
(새 소자 구매 비용)
나의 명예
(프로젝트 지연)
선택 고려 사항
Spec에 관하여
Vf, Forward Voltage
'이 다이오드를 통과하면 이 정도의 전압 강하가 있다.'
= '최소한 이 정도의 전압을 넣어야 출력이 나간다.'
Vf(max), Maximum Forward Voltage
'이 다이오드는 최대 이 정도의 순방향 전압을 버틸 수 있다'
Vr, Reverse Voltage - Peak Reverse Voltage
'이 다이오드는 역방향 바이어스 상황에서 이 전압까지 버틸 수 있다.'
항복 전압과는 다르다. 비슷하지만.
항복 전압을 넘어서는 역방향 전압이 반드시 다이오드를 파괴하진 않는다.
이 특성을 오묘하게 활용한 것이 제너 다이오드.
If, Current Forward
정격 전류의 개념이다.
다만, Average Rectified Output Current와 같이 볼 필요가 있다.
If(av) - Average Rectified Output Current
'이 정도의 전류는 계속 흘려도 전혀 문제가 없다.'
If(av)는 특정 온도에서 보장된다.
온도가 높아지면 감소하곤 한다.
여유를 두든, 방열 대책을 강구하든.
If(max) - Maximum Forward Current
'이 이상의 전류를 연속적으로 주면 파손될 수 있다.'
If(sm)- Forward Surge Current
'이 이상의 전류를 잠깐이라도 주면 즉시 파손될 수 있다.'
TRR(Time, Reverse Recovery)
회로가 순방향에서 역방향으로 전환됐을 때, 얼마 뒤에 출력이 완전 정지되느냐 하는 '시간'이다.
Reverse Leakage
'이상적으로는' 역방향 전압이 걸렸을 때 전자가 이동하면 안 되지만... 현실 세계에 그런 건 없다.
그러니까, 역방향 바이어스가 걸리면 아주 아주 조금은 역방향으로 전류가 흐른다.
이때의 전류량을 의미하는 것이다.
n볼트에서 m암페어. 이런 식으로 표기되어 있다.
기타
Thermal Resistance(열저항성)
소자들이 늘 그렇듯... 온도가 올라가면 전기 특성이 나빠진다.
Increase Reverse Leakage
Decrease If(av) ...
종류
정류 다이오드
일반적인 다이오드.
정방향 바이어스 허용.
역방향 바이어스 불허.
정전압 다이오드, 제너 다이오드
Application
전압을 일정하게 유지하기 위한 정전압 회로 구성용.
특성
다이오드는 항복 전압 아래에선 전압이 변해도 전류가 일정하다.
다이오드는 항복 전압 이상에선 전류가 변해도 전압이 일정하다.
보통은 항복 전압을 넘어서는 역전압이 다이오드에 인가되면 다이오드가 망가진다.
반면 얘는 항복 전압을 일부러 낮게 만들어서, 항복 전압 이후에도 망가지지 않고 역전압 특성을 발휘하게 되어 있다.
역전압을 활용하는 변태같은 친구구나!
쇼트키 다이오드
Application
고주파 회로
특성
Vf가 낮다.
전압 강하가 낮다.
TRR이 끝내주게 빠르다!
다만 Reverse Leakage가 크고, 내압이 낮다.
5v 남짓 써먹는 나에겐 문제가 안 되네...
발광 다이오드, LED
Application
반짝반짝-
이거 설명까지 해야 하나...?
특성
색에 따라 다이오드 특성이 결정된다.