다이오드

p-n 접합은 한쪽은 p형 반도체가 되게 하고, 다른 쪽은 n형 반도체가 되도록 도핑한 것이다. p형 반도체와 n형 반도체를 접촉시킨 뒤 양 끝에 전극을 붙인 것을 p-n 접합 다이오드라고 한다.

다이오드의 연결
(1) 순방향 전압
p-n 접합 다이오드의 p형 반도체 쪽에 (+) 극을 연결하고, n형 반도체 족에 (-) 극을 연결하면, 다음 그림과 같이 다이오드의 가운데에 정공과 전자가 같이 있을 수 있는 영역이 생긴다. 이때 p형 반도체의 정공으로 전자가 이동하게 되는데, 이를 통해 전류가 흐르게 된다. 이러한 연결을 순방향 전압이라고 한다.
(2) 역방향 전압
반대로 p형 반도체 쪽에 (-) 극을 연결하고, n형 반도체 쪽에 (+) 극을 연결하면, 다음 그림과 같이 정공과 전자가 양 끝으로 멀어지게 된다. 이때 p형 반도체와 n형 반도체의 접합 부위에는 정공과 자유 전자가 없어 정공으로 자유 전자가 이동하지 못해 전류가 흐르지 못한다. 이러한 연결을 역방향 전압이라고 한다.

다이오드의 전류 - 전압 특성
p-n 접합 다이오드에 순방향으로 전압이 걸리면 대부분의 전하 운반자는 접합을 가로질러서 이동하고 그 결과 많은 전류가 흐를 수 있다. 그러나 역방향으로 전압이 걸리면 불순물에 의해서 도입된 전하 운반자는 접합에서 멀어지는 방향으로 이동하기 때문에 작은 누설 전류만 흐른다.
역방향으로 전압이 증가하여 임계 전압에 도달하기 전까지는 다이오드에 흐르는 전류가 매우 작게 유지되지만 임계 전압에 도달하는 순간 전류의 세기가 갑자기 증가한다. 다이오드의 역방향으로 갑자기 전류가 증가하는 것을 접합 파괴라고 부른다. 임계 전압 1V 미만에서 수천 V까지 다양하게 변할 수 있다.

정류 작용
다이오드에 순방향 전압이 연결되면 전류가 흐르고 역방향 전압이 연결되면 전류가 흐르지 않는다. 이러한 성질을 이용하여 교류를 직류로 바꾸는 기능을 다이오드의 정류 작용이라고 한다. 다이오드를 연결하는 방벱에 따라 교류의 반이나 전부를 정류할 수 있다.