전기기능사 반도체소자- Diode
아래 설명은 기능사 시험을 준비하는데 반도체와 다이오드를 좀 쉽고 직관적으로 이해하도록 간단히
설명한 것이다. 미진한 부분은 개인공부가 필요하다는 점을 미리 언급한다
반도체의 정의는 半導體 한자에서 알 수 있듯이 도체(전기가 통하는 물체)는 도체인데 조건에 따라
도체가 됐다가 부도체가 되는 물체를 반도체라고 하고, 백과사전에서는 상온에서 전기를 잘통하는
금속과 잘 통하지않는 절연체와의 중간 정도의 전기저항을 갖는 물질로 정의한다. 또한 금속과 같은
도체의 경우 온도가 상승하면 저항이 증가하나 반도체의 경우 일정 온도 범위 내에서는 저항이 줄어
드는 특징이 있다. 대표적인 반도체로 Ge(게르마늄). Si(실리콘)에 비소 안티몬, 인듐, 갈륨과 같은
물질을 넣은것이다.
일단 반도체는 N형 반도체와 P형 반도체로 나누는데, N형은 전자(-전기)가 P형은 정공(+전기)으로
채워진 반도체라고 정리하고 넘어간다.
P형과 N형 반도체 두 개를 붙이고 양쪽에 전극을 붙인 것을 P-N접합 다이오드라고 한다.
(다음 백과 그림)
그림 1 그림 2
위의 그림 1을 설명하면 P형에 +전극을 연결하니 P형의 정공(+전기)들이 +와 반발하여 N형 쪽
으로 진행하고 N형에 –전극을 연결하니 N형의 전자(-전기)들이 –와 반발하여 P형 쪽으로 이동하여
전기가 흐른다. 이를 순방향전압을 걸었다라고 표현한다. 그림 2은 반대이므로 전기기 흐르지
않는다. 이를 역방향전압이라 한다.
다이오드를 가장 많이 사용하는 용도가 정류회로이며 이는 AC->DC로 만드는 회로이다
(다음 백과 그림)
입력 교류 파형이 + 와 –를 반복하므로 + 구간에서는 다이오드에 순방향전압이 걸려서, 전류가
흐르고, – 구간에서는 역방향전압이 걸리면서 전류가 흐르지 않는다. 그러므로 아래 출력 그림과
같이 +측만 출력되고 – 측은 출력되지 않았다. 다이오드 기호의 삼각형(화살표)가 전류의 방향을
표현한 것이고 삼각형이 P형, 직선이 N형이다.
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5. 반도체의 특성이 아닌 것은? 2009-01
가. 전기적 전도성은 금속과 절연체의 중간적 성질을 가지고 있다.
나. 일반적으로 온도가 상승함에 따라 저항은 감소한다.
다. 매우 낮은 온도에서 절연체가 된다. 라. 불순물이 섞이면 저항이 증가한다.
[해설] 가) 반도체 자체의 뜻을 설명했다. 나) 금속은 온도 상승->저항 상승, 반도체는 저항 감소
다) 반도체는 군용 스펙과 상업용 스펙으로 생산하는데, 상업용은 영하의 온도에서는
동작을 보증하지 않는다.(그래도 작동은 되지만)
19. 진성 반도체의 4가의 실리콘에 N형 반도체를 만들기 위하여 첨가하는 것은? 2011-02
가. 게르마늄 나. 갈륨 다. 인듐 라. 안티몬
[해설] 설명하려면 화학의 4가 원소와 공유결합까지 가야 하므로 그냥 외우고 pass.
14. N형 반도체의 주반송자는 어느 것인가? 2013-07
① 억셉터 ❷ 전자 ③ 도우너 ④ 정공
[해설] P형은 정공
12. P형 반도체의 설명 중 틀린 것은? 2008-03
가. 불순물은 4가의 원소이다. 나. 다수 반송자는 정공이다.
다. 불순물을 억셉터(acceptor)라 한다. 라. 정공 및 전자의 이동으로 전도가 된다.
37. 애벌런치 항복 전압은 온도 증가에 따라 어떻게 변화하는가? 2015-07 2012-10
① 감소한다. ❷ 증가한다. ③ 증가했다 감소한다. ④ 무관하다.
9. PN접합 다이오드의 대표적인 작용으로 옳은 것은? 2016-04 2013-01 2008-02
❶ 정류작용 ② 변조작용 ③ 증폭작용 ④ 발진작용
[해설] 발진작용 : 발진기 즉 주파수를 만드는 작용이다.
증폭작용 : 트랜지스터의 주 업무이다.
변조작용 : 라디오 송신시 반송파에 정보(목소리, 신호)등을 실어 보내는 과정
7. PN 접합의 순방향 저항은(㉠), 역방향 저항은 매우 (㉡), 따라서 (㉢) 작용을 한다. ( )안에
들어갈 말로 옳은 것은? 2012-07
가. ㉠ 크고, ㉡ 크다, ㉢ 정류 나. ㉠ 작고, ㉡ 크다, ㉢ 정류
다. ㉠ 작고, ㉡ 작다, ㉢ 검파 라. ㉠ 작고, ㉡ 크다, ㉢ 검파
[해설] 위 그림의 설명을 이해하면 쉽게 해결. 순방향은 전류가 흐르므로 저항이 작아야 하고
역방향은 전류가 흐르지 않으므로 저항이 커야 한다, 따라서 정류작용을 한다.
검파 : 변조작용에 의해서 실려온 정보(목소리) 등을 원신호에서 꺼내는 과정.
29. PN 접합 정류소자의 설명 중 틀린 것은? (단, 실리콘 정류소자인 경우이다.) 2015-04
❶ 온도가 높아지면 순방향 및 역방향 전류가 모두 감소한다.
② 순방향 전압은 P형에 (+), N형에 (-) 전압을 가함을 말한다.
③ 정류비가 클수록 정류특성은 좋다.
④ 역방향 전압에서는 극히 작은 전류만이 흐른다.
[해설] 1) 온도가 상승 -> 저항이 감소하므로 전류가 증가 2) 그림 1 참조
4) 역방향 전압을 건다고 해서 완전히 Off 되는 것은 아니다.
15. 다이오드의 정특성이란 무엇을 말하는가? 2016-01
① PN 접합 면에서의 반송자 이동 특성
② 소신호로 동작할 때의 전압과 전류의 관계
③ 다이오드를 움직이지 않고 저항률을 측정한 것
❹ 직류전압을 걸었을 때 다이오드에 걸리는 전압과 전류의 관계
[해설] 정특성은 다이오드에 정방향 전압이 걸릴 때(순방향). 역특성은 다이오드에 역방향 전압이
걸릴 때이다.
7. P-N 접합 정류기는 무슨 작용을 하는가? 2011-04 2010-01
가. 증폭 작용 나. 제어 작용 다. 정류 작용 라. 스위치 작용
[해설] 문제에서 정류기는 무슨 작용을 할까? 정류기가 정류작용을 하지.. 점수 주는 문제.
증폭, 제어, 스위치 작용은 트랜지스터의 작용이다.
26. 다음 회로도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 2011-07
가. 다이오드의 양극의 전압이 음극에 비하며 높을 때를 순방향 도통 상태라 한다.
나. 다이오드의 약극의 전압이 음극에 비하여 낮을 때를 역방향 저지 상태라 한다.
다. 실제의 다이오드는 순방향 도통 시 양 단자 간의 전압 강하가 발생하지 않는다.
라. 역방향 저지 상태에서는 역방향으로(음극에서 양극으로) 약간의 전류가 흐르는데
이를 누설 전류라고 한다.
[해설] 다. 순방향 전압이 걸리고 전류가 흐르기 시작 전에 통전개시 한계전압을 넘어야 전류가
흐르기 시작한다. 실리콘은 0.7V 게르마늄은 0.3V이다. 그러므로 전압강하가 발생한다.
4. 계전기 접점의 불꽃 소거용 등으로 사용되는 것은? 2010-07
가. 서미스터 나. 바리스터 다. 터널 다이오드 라. 제너 다이오드
[해설] 바리스터(Varister)는 Variable Resister의 약자이다. 가변저항은 맞는데, 흔히 보는 볼륨을 돌려서
저항 값이 변하는 가변저항과 달리, 저항에 걸리는 전압의 크기에 따라 저항 값이 변한다. 이런 특성
으로 급격한 서지 전압으로부터 소자를 보호하는 역할을 한다.
계전기 : 릴레이 서미스터 : 온도센서
2. 주로 정전압 다이오드로 사용되는 것은? 2010-03
가. 터널 다이오드 나. 제너 다이오드 다. 쇼트키베리어 다이오드 라.바렉터 다이오드
정전압, 일정전압을 유지하는데 사용하는 다이오드는 제너다이오드 알고 Pass.
26. 전압을 일정하게 유지하기 위해서 이용되는 다이오드는? 2013-04 2016-07
가. 발광 다이오드 나. 포토 다이오드 다. 제너 다이오드 라. 바리스터 다이오드
