chapter 9
.
Electria
신호
.
증폭기
,
a 3
반도체
,
N
전원
Source 구분
ovoltage Amplifier [ 전압 증폭기 ] 서출력저하
Sourse
us
imiim
Independent
-
.
Voltage
중로하룸
signal
"
AC
변화 1
Sinasoide
-
L☆ Sin Wave로
Voltage
o
l1
Current Source
Energe
rs
dependent 종속천원
1
입력
에너지 공급 ) 전원
DC
us
other
Carrent Source
*
는 aommoa
]
! VK
-
"
4
.
=
=
:
VE
Ra
,
i
e:
,
!
2
.
:
X
=
dea
=∞ Rs 가
전압 증폭기의 출력
RtRn
Vs
Ve
이상
②
Rstprtes
A
~
:
open circuit gain
Reke
:
이상적 증폭기
[:. # .
"
Ve
와
Rst
×
Vs
.
VO
Vout
RS
'
=
P
.
open circait
=
즉 Rs =∞ 가 되어야 이상적
.
R: , A
_
= 」 이어야
VAVE
=
Ale P .
파라미터
전압 증폭기
①
.
다
m
:
"
*
Us
ㄶ
ro m
wr mo
"
변화 X
일정한 주파수
Source
많 !
. 리채스
"
Vs
o | 출력
Amplifier
E
☆: 종포렇더한D
ipoucopann
동작을 하기 위해
"
Vs
독립전원
-
voltage
□
rm
-
스입출력둘다 전압
,
RO
R
R.
XA × Ve
TRRC
GOVS
×
.
=
Ra P , Rok
AX
RstRee Vs
×
ROtR λ
,
AP
+R
RiO
RS '
좋다
×
.
장
반도체( semicon Jductor
* 진성반도체 [
'
*
semiconductor )
intrinsic
:
'
열 평형 ( thermal equilibrium )
.
-
최외각 전자수
:
열 생성 [ 재결합 비율이 동일함 )
=> 온도에 따라Carrier 의 수가 결정
4개
공유결합
.
ame
5
:
∴
.
s
-
.
"
.
S47 t
절대온도 이
점공 (P)
hole 생성 ③
?
if 온도가
SSS # 열을 ①
. 요
:
.
가할때
→
free electronic
자유전자 [O ]
≤
:
부도체
>
mumlcarrier ㆍ열생성
/정공발생
자유전자
재결합 < recombinafion )
생성율> 재 결합률 =>
열
접합이
사라짐
생성율5 재 결합률> 모든 Carrier 가 사라짐
열
-
모든
=
=
자유전자농도 활몽은
열 재결합율
=
창수
α
T
요
mm
전자와 정공 ( Carrier ) 이 사라짐
-
열 생성율
n
상승
튀어 나옴 ②
-
-
[ 열이온화]
*
반도체에 Carrier 의
=>
비효율적
=>
불순물
농도를 조절 가능
& P 형 반도체
애형 반도체
0
반도체 ( Carri 와 농도제에
* M형
-
si
5가
+
s
"
분자 ( As
S
-
-
~
Donor
Diffusion ( 확산 ) & Driff [ 표류 )
-
charge 고정
Diffusion (확산 )
P ( 35 )
:
s
*
:
[ 소수 캐리에
"
자유전자 ( 불순물 3> 온도 )
정공 [ 온도 )
:
-
발생되는 전류
qDp dxdp
L 농도의 변화량
=
_
rion
}
Cartier [ 다수 캐리에
차에 의해
Jdiff
.
1
Mimority
농도
rwon
Carriar
←
'
:
Majority
β , Sb )
,
전류
반도체에서의
*
불순물
Free electronis
자유전자 :
- Posi five
:
-
.
Driff
:
전기장에
전류 밀도
의해
발생되는 전류
총듀를
hole
*
반도체
P형
-
si
!
-
-
+
알루미늄
3가 원자 ( Al
:
:
I"
nl
:
.
다수 캐리어
소수 캐리어
:
,
Λ
B , Ga )
-
Jarift
Accepter
negative charge
"
s
B
정공
:
붕소 갈륨
( 불순물 > 온도 ]
자유 전자
[온도 ]
-
고정
"
=
& PU. E
0
pn
*
open
-
circuit
condition
P
Circait
-
=⇒
n
ㅇ
θ⑤θ 트를
0
∞- +D∞
Diffusion Current Io
ㅇ
① Major Carrier 에 의한 Diffusion
'
남는 공간이
의한 재결합
,
발생 carrierX
공핍층 ( depletion region )
를옳
□
eelrr
다
ㆁ
O
보통 0 6
.
1 ID
≥
=
←
donor 만
Carrier 에
+
*
+
Majority
P
00
00
ascepter 와
=>
짰 ⑤==
몸
ㅇ
open
② Diffused Carrir 와
접합 ( Pn junction )
~
0 9 V
.
ㅿ
VT
√
③ 전위장벽 발생
⇒
공핍층이 일부만
X
÷ ID
=
일정
발생
=
ekT
,
∆
-
-
목으륨몸죠 ?
ㅇ
Zenor
Breakdown
he
:
., e
ㅱ
t
=
∞
IS
α
전위 장벽 ( U ) 의
.
umm
스 소수 캐리어
PN 접합의
-
.
역방향 바이어스 ( Reverse
-
=> 공핍층
)
I
Is - I ≈ Is ≈ 10
-
~
18
L
6 -
A
≈ 이
e
'
.
증가 => 전위 방벽증가 =⇒확산전류 (. p =
☆
정성스
=
bias condifion )
더는
마겠지었지아만큼대서
=
스 전류 증가
=
Breakdown
=
□
I
ㅱ
←ㅌ
ubions
m
n
∞
증가
Arulanche
크기를 조절
=>전류조절
가능
.
생성
E
opencircsit Cond ; fion :Is = I
*;
ㅿ
、
강한전기장으로 인해 반도체의 공유결합이깨짐 .
Is
.
,
Zenor effect
on
ㅌ
.
'
c
UB를 계속 높였을니
Voltage ) : 갑자기 큰 전압이 생김
* 항복전압 ( Break down
Drift Current Is =그 소수 캐리어
Carfier 의
‰
¥
‰
¥
종
발생이 가속화
Zenor / Avulanche
X.
1
=
Breakdown
( Zenor )
Breakdown 이
발생하는 전압
Voltage => 전압 일정 / 캐리어 증가
원하는 만큼 전류가 흐른다
=> 정전압원을 만들수 이
.
P /N 접합 순방향
바이어스
굶
,
꿇
렀.
-
I
ID
=
=
-
Is
Io Ce
Vi
숍 Fn [ I >> Is )
=
e
n 음용 모델링
-
9 )
.
blode
equstion
0 0.5 V
.
다이오드 ( Diode )
Pan
심벌
* 회로
k
A
P
Eathode ( ← )
Anode ( A2
*
2 가지
diodel
Turn
상태가 존재
on
mn
off
_
ern
es
Vao
VArVk
V=
o
…
상태
조건
동작
Turn
-
Turn
on
( Forward
-
-
( Reverse
biasl
off
-
bioas )
외부회로에 의해
외부회로에 의해
① VA > VK
① VALVk
②
② e <o
"
e > o
short circait
"
V
=
Ψt
o
oo
.
wwmma5 oc
n
이상적인 다이오드 ( Ideal
,
nve
KT
=
chap 17
"
"
.
…
"
open circuit
e =
oA
0
-
lk
∅
-
전류의 방향
크기
A
→
k
√
:
외부 회로로 결정
1 kR
문제
문제
HOV
W
VI ㄻ
로 1 KR
+
1 oV
이 K?
t
판 vs
loV
-
딱∞
-
vin
=
스Vp
_
veb
≡
"
① Turn
시O 아
남스트를밞
9
Turn
.
on
on
V = OV
^
조
eD
'
ves
to
Vp
-
-
π
=
IOmA
=
⇒ 캐소드 → 애노드로
0
흐르기에
-
조건인 경우
애 → 캐)
( 무조건
≡
사 1 OV
ZIK 2
응스 V
"
-
VD
=
ex
1
Kr
=
ls
2
.
off
Turn
-
② Turn
OV
=
lomA
ID =
OA
글탭
V∞
V*
Vp
없응스
V,
'
≡
=
=
낮-
사 IOV
로 KR
off
σ
다.
조진
-
=
ID
OA
=
VD
≡
A -k
=
lp
=
=
1O
-
0
IOV : 모순 ! !
10
-
VA
-
0
IOV
VK ) VA 이어야 함 ,
만족 !
모순 !
전압
다이오드의
.
-
전류 특성 ( Noneredeal
√
e
"
1
껨
=
Is ( e
When
Is ≈ 10
n =
-
1)
+ 4
3 31 호는 가변 익라는 뜻
순방향 전압
*
e
k
π
r-
VT
~
diode )
diode
eauation : 라이오드 방정식
1015 A
e
」
=
at
0 025 V
.
Break down
⇒ √=
nurln [
)
-
'
I,
When
ls
0
Breakdown
등가 모델 (하 ward
Bias )
VLO
=
%
"
e
에√
Y
)
Is [ e
모값
&
IVI>> .
-1 ) ≈
L 이경우에서
~
Is
나값이 너무작기에
없는거나 마찬가지
-
다이오드
.
e
역방향 전압 전류 특성 ( U <
-
"
파
nues e Ise
가
-
"
Forwoard bices
'
250c
Is [ evi 기 )
When V37
전류 특성
"
Tor 2
=
-
ㆂ
전류 특성 ( √> 0 )
x
*
* 전체 전압
발생 ( V << 0 )
UBR
「
'
1111ly
rreal dcode 0
.
.손
.
.
..
정전압 강하 모델
지수모델
e
"
ideal
#
l ,
이상적인 모델
o
It loonw
diode
diode
i
연↴
0
"
ㅇ
+
-
edeal diode
㎡
ey )
지수모델
*
로리인
E
판
=> V
_
kVL
≡
e 순방향 바이어스 ( √ 30 )
남 Is .
Is ( ei - T ] w
m
=
:
5
> e
×
5V
ㅣ
nVeen (Is ]
=
=
) te . 1000
nVien /
≈
좋
donv
×
diode
=
≡
* 정전압 강하 모델
.
DV
내
=
(5
.
~5V
'
Z 리 K2
V= O
4 2 nmA
-
0 7 )
.
1 KR
4 3
V
.
=
1K
=
4 3 mA
.
n
,
V= O M3 V
.
n n
.
책 ( P 184 )
er
-
,
」
vior
:
ㅣ
「
…
o tV
.
?
O 17 V
.
연습문제
①
~
-
①
I.
에닭
늬
ㅇ
δ
⑮
? 민
ㅣ
K2
.
7V
정전압 강하모델
된
튿
=
한
3
조 251 k. 2
Id
요
4
δ
높
I↓
22 . 522
z 2 5 k2
.
v
-
gr
V
Ie asnt
Id
…
아
장
3
-
5가
tupn off
□-⇒ 0
( 5]
-
-
=+
□
된까
ㅇ
.
V
=
off
OA
= 5V
높은 데에서 낮은데로 흐름
□ 위치차이니까
√
이 방향
on
F
-
-
.
미니까
ㅣ
Turn
Z 25 K2
V = OU
K
⇌
사5 V
2
Turnron
외륭장방
-
.
2
사5V
앞으론 거의 와
이걸로 함
0
.
diode
풀이
le
=
5
Idea에
.
사5 V
플
i다
Is
i
2
.
55 V
초군
I
condifion 7
3 4
I
=
oA
5V
=
5v
""
고표
당했졌다
!
V
=
OV
.
①
전류가 안흐르디까 5 u 임 ! !
on 상관 ×
이많고
V
.
r
사 5V
⑤ 간
=
다다
마미아갈상관
.
5
=
③
2
O 7 V
=
-
.
.
느
.
"
4 3
0 n
2 5k
2 5 )α
.
1 172 mA
.
"
I
=
0
A
가
사5 V
원쳤였다
5
√≡
-
o
는 아
조 2 5 k2
V
=
I=
.
ㅇ
상
ODV
1
.
72 mA
I
=
oA
v
.
nv
x
.
X3 Vo
미
2v t
1
to
A
Find
0
인I
되쁜
Turn
-
ZIk2
V I
.
의
V= 3V
V
I
=
V
=
3
=
1*
3 mA
-
on 기준
VA 3 VB
혼스…!…?
+3 V
23
ㄱ인소
ta
111 vㅇ
2 3V
.
⑳
+
ttlll
리2
≡
풀
⑤
5V
그대로 3 4 연습문제
√
I=
RV
=
2
. 3 mA
내별적으로 풀면
정류기 회로 ( Rectifier Circaits )
3 6
.
: DL
.
supply
Power
Dioderifier
ms 충율
Filter
voftage
regulantor
.
m
core
∅
다을
좋냐 "
→
했다니
]
ㆍ권선
, =
③ Filfer
:
④ Voltage
ac →
:
de
리플 감소
regultr
= nVE
if
ldeal
:
리플 제거
n utio )
→
-
AI
ㅓ
R론
V. = ov
o
δ
V6 = fV
sturmon _
a
1 : n
(K
ㅇ
diode
When Vs < ov => furn off => V
=
ou
when Vs Jov => turn on ⇒ V
=
Vs
.
전압감하
② Diode rectifier
_ 전류가 말흐름
.
① trunsforme 와 [ 변압기 ] : stepdown & Isolafion
∅
_
ㅰ
?
{
_
Lond
Λ
미
ㅣ ㄴ
합 춤혼
acline
22 .
반파정류기 ( Half waave rectifier)
^
Us
Wn
μ
과
성전압강하놓했
whenvsyvbocteyreon
진
…
"
겠
.
.
When Vs < Vpo , turn off
.
=⇒ Vo
=⇒ V
.
=
=
* 중간탭
√s
.
. .
* PIV ( Peak
VoltageJ
Inverse
다이오드가 견딜 수 있는 최대 역전압
<
다이오드
.
전류 α 단면적
역전압
으름바
α
길이
PIV
of
zp
=
Vs
v.
A
임스 +
홉
했 임스의
ㅇ
IVs
ㅇ
Vo =√5
-
"
UDo
니.
V=
-
Vs
.…
N
.
없
…
-
1
Vo
=
Vs
"
upo
홉 응스
ㅇ
.
ㅇ
.
_
V ⑳
.
④ PIV
5
.
람
많찮다
:
맡았숨많
PIV
=
cortVoltage waveform
MM
.
!
.
2Vs Vbo
-
-
ㅕ
"
.o
③ Period B
⇌
⇒
*
i
.
Vo
② PeriodC
행
!다야*감
축율
^
v
정류기
"
UDo
*
~
…
① Period
…
o
-
전파정류기
2 V5 Vbo
-
.
..
.
-
.
.
② Negutive balf cycle
)
* 브릿지 전파 정류기 ( Bridge recfifier
붉율
fo
Ve
-
D4
=
0
XVs
…
* 교
②
따
± *
⑬
좋라
율s
매
=
<*
5
다이오드
Holf wave : Vs
로스
마
.
Fullwave
θ
=
!
! !!
M
에
-
V
U5 - 2Vo
=
.
"
: :
!
③ Period B
: !
D , D2 , D 3 , D4
-
Positive
negative
.
① Positive balf
⇒
④ PIV
감다
.
?답
.
<
표
많다
□
~
했다
.
..다 많다
이
. V
.
.
Vs
2 UDo
…
.
□
이품다쯤지
…
}
4
.
,
Vs
=
Vpot Vo f Vbo
=> 남 3
=
Vs -Vo
34
o
. )
"
V
~
이게 넘헷각
when positive half cycle
"
.
=
Turn off
아
cycle
은
흡=
V.
.
=
:
=
1s
-
Vbo
…
PIV
=
Vs
-
V3 o
Vs
-
V3o
=
Vb4
1개
다이오드
[중간랩2Vs -b
: 브릿지
V3
-
.
Upo
2개
4개
.
.
커패시터 필터
하입
C?다: 홉 ∴ *
.
쳐싫다
.
.
[:
.
:
라서
.
9130 p
.
.
2117
필터
키패시터
.
제너 (Zener ) 다이오드
전압
-
xs) 스
□
트어
다날내서
.
있때
다,
없서
V. > V
-
"
>
f
=
주파수↑=AV 신
:
단무스
세어가와
T
∅
_
'
Vz
↓
-
제너다이오드의 등가회로 ( Circait model )
① when IVaK Vz 1 or ez < Iak
단위: 아
⇒
0
o
00
"
open circait
in reverse
"
-
최대 소비전력
=
V2
.
Izn
m
.
*
ㄱ
줄야데에로
.
bias
Pa (max )
수 주기
서
τ
µ
II,
있사
111
앉습
2
.
전류 특성
v
[ 리플전압 )
많 seE (초]
4
)
'
주파수
- ( 평균값 )
FER
V .
(f
^
-
합 }
…대및
-
M
.
주파수 고배
리플전압을
정파전류기가 효율적 ?
.
to )
V2
.
ez
π
□
외부회로에 의해 결정
or dz >Ik
when Va > V20
⇒ 파물
ㅜ
.
+ I☆
ZRs
,
∞
DCmodel
r m"
우리 수업에선 D ( 만 다룸 ! !
Acmodel
㉒
.
제너다이오드의 정전압 작용 ( Regulafion )
W
m
^
√
오
스
.
R
←
12 V
eg )
「
h
V
.
로 5002
① When
Va < VZo
ㆀ
or
WIZ
+
⇒ open
on 'Z < Izk
② When V* > Vz0
' ez >I* => 정전압원 ( V 2 )
√
Io
로 4302
_
≡
=
case ①
[":
W
.
:
= 리!
≈
.
R
⑫
+ R
"
C.
0
H
나로모다
[
:
.
V.
=
430
?
( 12
?
IL : 일정
Vz
[ IL
=
R
=
RC J
5 55 ) V
.
=
5 55 V < Vz 0
.
Io
계산해보기
5 55 V
.
명 다 nmmmIz
=
.
430
I
?
=
.
,
.
,
if open circuit
로 6k
V
6K
1236 V
왜 ??
open circait 아님
V
) 6키면
=
.
500 + 6 K
=스 즉
보다
_
≡
vo
openo 이
bV
=
Io
=
IR
=
ㅕ
=
-
500
2V
π
X 12 ~
500 + 430
F
lo
"
*
있답다
open cir cuit
x
로 5002
☆
m
if
=
Case ②
Vi
500 m W
=
…
IR , Iz , 1
,
IR
W
=
RZ ≈ 0 , Pmax
6V ,
=
스로
←
3
Vz0
8k
12
=
-
1 mA
」0
500
6
50012
-
=
=
12mA
*= IImA
P.
=
VZI2
=
EV λ 11 mA
=
66 mA
×
?
limiting & Clamping Circuits
*
-
+
ㆁ
himiter ( Clipper )
최
Ve
-
0
ㅇ
+
fm
총에
. 일크
NU
.
Ve > o . nV :turn on=>
V
=
Ve < O 7 V : turn off => Vo
.
=
0
.
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Rectifier with cap
clamper
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