[DIODE] Zener Diode,Schottky Diode

Zener Diode

다이오드는 역방향 전압이 걸리면 전류를 흘려주지 않지만, 특정 전압이상의 역방향 전압을 걸면 PN접합에서 공핍층 내의 실리콘 원자간의 공유결합이 강력한 전자장에 의해 깨지면서 electron - hole pairs를 생성한다. 전자는 n 쪽으로 정공은 p쪽으로 끌려가면서 전류가 역방향으로 기하급수적으로 많이 흐르게 된다. 이 현상을 Zener effect : 제너효과 라고 부른다. 그리고 이때의 전압을 Breakdown voltage V_Z (항복전압)로 표현한다.

이것을 이용해서 만든 소자를 제너 다이오드라고 한다. 순방향일때는 일반 다이오드와 동일한 특성을 갖는다.

 

제너 다이오드는 불순물 농도를 조절하여 항복전압을 조절할 수 있다. 제너 다이오드를 역방향으로 연결하면 항복전압이 문턱전압처럼 작용한다. 제너 다이오드는 기준 전압 레벨을 생성하고 방지 장치로 쓰일 수 있다. 전압 조정기(regulator)로 많이 쓰인다. 항복전압은 작은 V 에서 수백 V까지 다양하게 제작된다.

제너 다이오드는 전류가 변화되어도 전압이 일정하다는 특징을 이용하여 정전압 회로에 사용되거나, 서지 전류 및 정전기로부터 IC 등을 보호하는 보호 소자로서 사용된다.

일반적인 다이오드는 순방향으로 사용되는 것에 반해, 제너 다이오드는 역방향으로 사용된다는 특징이 있다.
역방향에서의 항복전압을 제너 전압 (VZ), 이 때의 전류치를 제너 전류 (IZ)라고 한다.

최근, 전자 디바이스의 미세화 / 고기능화에 따라 한층 더 고성능을 지닌 보호 소자가 요구되고 있으며, TVS (Transient Voltage Suppressor) 와의 차별화가 진행되고 있다.

 

Schottky Diode

쇼트키 다이오드의 정확한 명칭은 쇼트키 배리어 다이오드(Schottky Barrier Diode)이며 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 회로에서 많이 이용 된다.

다이오드는 전자 회로에서 필수적인 역할을 하는 반도체 소자이다. 여러 종류의 다이오드가 있지만, 그중 제너 다이오드와 쇼트키 다이오드는 특별한 용도로 사용된다.

제너 다이오드는 역방향 전압이 특정 값(항복전압 VZ)을 넘어서면 제너 효과에 의해 전류가 기하급수적으로 증가하는 현상을 이용한 소자이다. 이 소자는 불순물 농도를 조절하여 항복전압을 다양하게 조절할 수 있다. 제너 다이오드는 기준 전압 생성, 과전압 방지 장치, 전압 조정기 등으로 활용된다.

한편, 쇼트키 다이오드는 금속-반도체 접합 구조를 가지고 있어 낮은 순방향 전압 강하(0.2~0.3V)와 빠른 스위칭 속도를 특징으로, 이러한 장점으로 인해 전력 손실이 적고 효율이 높아 전원 공급 장치, 전압 조정기, 고속 스위칭 회로 등에 널리 사용된다. 특히 SMPS(스위치드 모드 전원 공급 장치)의 2차측에서 낮은 전압 강하 특성을 활용한다

하지만 쇼트키 다이오드는 금속-반도체 접합 구조로 인해 역전압 정격이 낮은 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 제너 다이오드나 TVS 다이오드 등과 병용하여 역전압 보호 기능을 제공한다.

이렇듯 제너 다이오드와 쇼트키 다이오드는 각기 다른 원리와 특성을 가지고 있지만, 전자 회로에서 필수적인 역할을 하는 중요한 소자이다.

 

전반적으로 쇼트키 다이오드는 낮은 순방향 전압 강하, 빠른 스위칭 속도 및 고효율을 제공하는 다용도로 널리 사용되는 전자 부품이다. 고유한 특성으로 인해 광범위한 산업 분야의 다양한 응용 분야에서 사용하기에 적합하다.

요약

Zener Diode:

• 역방향 전압이 일정 값(항복전압 VZ) 이상이 되면 제너 효과에 의해 전류가 급격히 증가하는 현상을 이용합니다.
• 불순물 농도를 조절하여 항복전압을 조절할 수 있습니다.
• 기준 전압 생성, 과전압 방지, 전압 조정기 등에 사용됩니다.

Schottky Diode:

• 금속-반도체 접합 구조로 낮은 순방향 전압 강하(0.2~0.3V)와 빠른 스위칭 속도를 가집니다.
• 전력 손실이 적고 효율이 높아 전원 공급 장치, 전압 조정기, 고속 스위칭 회로 등에 널리 사용됩니다.
• 역전압 정격이 낮은 단점이 있어 제너 다이오드 등과 병용하여 보완합니다.

두 다이오드 모두 전자 회로에서 중요한 역할을 하며, 고유한 특성으로 인해 다양한 응용 분야가 있습니다.