다이오드 능동수동 관련

다이오드 능동수동 관련

작성일 2016.04.29댓글 2건
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안녕하세요.

 

다이오드 관련하여 궁금한 사항이 있어 질문 드립니다.

저는 시험기관에서 전자파 측정업무를 하고 있는 데요.

제품 안에 능동소자 유무에 따라 전자파 시험항목이 달라집니다.

그래서 명확하게 수동소자로만 구성되어 있는 전기제품을 판별하는게 중요한데,

다이오드란 놈 때문에 요즘 조금 헷갈리네요.

 

다이오드를 능동소자로 봐야 할 지 수동소자로 봐야 할 지 궁금합니다.

인터넷을 찾아보면 pn접한 반도체 이므로 능동소자라고만 나와있는데, 의구심이 많이 듭니다.

 

구글링을 해 본 결과,

해외에서도 다이오드를 passive로 봐야하는지 active로 봐야 하는지 논란이 많더군요.

 

제 생각에는 다이오드의 종류에 따라 능동/수동을 구분해야 하는게 맞지 않을까 합니다.

 

수동소자로 의심되는 다이오드

1)정류(브릿지)다이오드 :

순방향 통과,역방향 저지의 능동적인 동작이 아닌 수동적인 동작, 통과/저지를 스위칭 기능으로 본다해도 60Hz 전원을 정류하므로 스위칭 주파수도 매우 낮음.

 

2)발광 다이오드(LED) :

정류 다이오드와 같음. 다만, 순방향 통과시 발광되는 차이.

 

3)제너 다이오드 :

 정전압 다이오드. 리니어 어댑터 브릿지 다이오드를 통과한 리플이 포함된 직류파형을 받아 일정전압을

output에 공급하는 역할. 역방향에서 동작. 스위칭, 증폭, 발진 없음.

 

4) 쇼트키 다이오드 :

기능은 정류다이오드와 같음.(순방향 통과/역방향 저지). 그러나 역회복 시간이 짧아 빠르게 순방향,역방향 전환이 가능해서 스위칭 속도가 빠름. 그러나 이 스위칭 이란것도 단순히 input의 클럭이 빠를때

쇼트키 다이오드가 이 클럭을 처리하는 속도가 빠른 것이지 능동적으로 스위칭 속도를 제어하지 않음.

 

능동소자로 의심되는 다이오드

1) 터널 다이오드(에사키 다이오드)

순방향 바이어스 상태에서 부성저항(전압을 높이면 저항값이 증가하여 전류가 떨어지는 현상) 특성을 보이는 다이오드. 이 부성저항 특성을 이용해서 발진과 증폭이 가능하다라고 나와 있는데 세부적인 동작특성은 모르겠지만, 일단 스스로 발진과, 증폭이 가능하므로 능동소자라고 판단됨.

 

이상 제가 가지고 있는 생각인데, 명확하지가 않습니다.

 

능동소자의 주요 특성이 제어 또는 에너지의 증폭, 발진인데

위에 언급한 수동소자로 의심되는 다이오드의 경우 소자 자체에서 능동적인 기능을 찾아 볼 수 없고

단순히 수동소자의 특성인 에너지를 통과/차단/축적/소모의 기능을 하는 것 같습니다.

 

제가 잘 못 알고 있는 점 또는 새로운 사실을 알고 있으신 분의 도움을 요청합니다.

 

감사합니다.

 

 



profile_image 익명 작성일 -

저도 이런 고민을 하고 있었는데 
발광 다이오드는 빛을 받으면 발전을 하는 특징도 가지고 있습니다.
다이오드는 전원 공급이 끊어지면 리버스 리커브리 전류가 있어 parasitic이 좀 있는 편이라 고민되는 부분입니다.그리고 pn접합 반도체이기도 하고...
그래서

답변이라기 보다는 의견에 가깝습니다. 의견 칸은 편집도 안되고 답답해서 여기에 기록을 남깁니다.

수동소자의 정의에서 벗어나는 것을 능동으로 둘 것인가? 
아니면 
능동소자의 정의 에서 벗어나는 것을 수동소자로 둘 것인가?
가 중요한 것 같습니다. 지금 질문자님이 정의 하신 것처럼 능동의 소지가 있는 것도 사실이구요.
그렇다고 "이도저도 아닌 타입소자" = " 하이브리드 소자" 와 같은 형식이 있는 것도 아니고.
그래서.
제가 생각하는 정의는 다음과 같습니다.

맥스웰 방정식, 오옴의 법칙, 임피던스 공식 정의를 예시하면서 말씀 드린다면
아래 그림처럼 기본적인 소자의 정의에서 실수부와 허수부가 있습니다.
이런 lumped model 의 정의가 다이오드에서는 명확히 구분되지 않습니다.
예를 들면
다이오드 소자에 
1 전압이 걸리는 순간까지 (0.3 ~0-.7v)
2 전압이 걸린 후 (정류)
3.전압 공급이 없어진 후 ( Reverse Recovery Current parasitic )

등의 3가지 로 구분 됩니다. 이 부분에서 엄밀히 말하여 lumped model 을 만들 수 없는 것은 아니지만
리니어한 설명이 매끄럽지 않습니다.
그리고 동작을 구분하면 리니어하지 않고 스텝이 있습니다 결국 단계별 동작은 능동 소자의 기능을 한다고 봐 지는 부분입니다.

 
제가 경험하지 못해서 모르는 것 일 수도 있지만
다이오드 주변에서 발생하는 전자기 현상을 쉽게 풀거나
정의된 사례를 접하지 못하였습니다. 다면 위키 백과나 소자를 분석한 그림에 보면 
saturation time에 대한 transient 부분만 일부 다루고 있고 이것은 전압과 전류에 관한 수식의 접근법으로 
이루어져 있습니다.

말하자면 맥스웰 방정식 등의 해석을 다루고 있는 제품이나 해석 툴 조차도 다이오드는 해석의 조건에서 슬며시 빠져 있거나 수동소자등을 이용한 필터 솔버(solver) 에서도 제외 되어 있습니다.
그러므로 
수동 소자로서의 조건이 부족하다고 봐야 합니다.

저의 의견은 " 수동 소자로 보기 어렵다."
 입니다.
디지털 세상에서 1과  0 으로 구분하는 형식을 가지고 yes, no 를 선택해야 한다는 전제입니다.
아날로그 세상에서는  0 ~ 1 사이에 무수히 많은 수가 존재합니다.^^

profile_image 익명 작성일 -

1. 능동소자냐?.. 수동소자냐?..는  선형소자냐, 비선형 소자냐로 판단하시는 것이 쉽습니다.

   1) 능동소자 : 스스로 에너지 전환(변환)을 꾀 할수있는 소자로 대개는 외부전원을 수반하는경우가

                     대부분 입니다.

                     예)진공관.TR(트랜지스터).OP-Amp.IC류.반도체류.다이오드.릴레이.

 

   2) 수동소자 : 피동적인 동작으로 수동소자(passive element, passive component)는 공급된 전력을

                     소비·축적·방출하는 소자로, 증폭 정류 등의 능동적 기능을 하지 않는 것을 말한다.

                     예)저항.코일 콘덴서(R.L.C).스위치.휴즈.솟겥.전선.

 

 

2. 참조 :

http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=1118&docId=145226919&qb=64ql64+Z7IaM7J6QIOyImOuPmeyGjOyekA==&enc=utf8&section=kin.qna&rank=8&search_sort=0&spq=0

 

 

 

참고하세요.

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