개념 한 쪽
공조냉동기계기사 반도체 정류기 — 전파 정류 전압·제너 다이오드·SCR
이 세트는 반도체 소자로 교류를 직류로 바꾸는 정류기를 다룬다. 단상 전파 정류에서 직류전압과 교류전압의 관계, 반파와 전파의 계수 차이, 전압을 안정하게 유지하는 제너 다이오드, 실리콘 제어정류기의 구조가 중심이다.
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뜻
정류기는 교류를 한 방향으로만 흐르게 하여 직류를 만든다. 반파 정류의 평균 직류전압은 교류 실효값의 약 0.45배, 전파 정류는 약 0.9배다. 전파 정류가 반파의 두 배가 되는 것은 반 주기마다 두 방향을 모두 쓰기 때문이다.
단상 전파 정류로 직류전압 100V를 얻으려면 교류 실효값은 100÷0.9로 약 111V다. 변압기 2차 권선의 상전압을 묻는 경우 이 값이 답이 된다. 직류전압이 100√2V이면 교류 실효값은 141.4÷0.9로 약 157V다.
제너 다이오드는 역방향 전압이 제너 전압에 이르면 전압이 거의 일정하게 유지되는 성질이 있다. 이 성질을 이용해 전원 전압을 안정하게 유지하는 정전압 회로에 쓴다. 일반 정류용 다이오드나 발진용 소자와 용도가 다르다.
실리콘 제어정류기(SCR)는 애노드, 게이트, 캐소드의 세 단자를 가진다. 내부는 P형과 N형이 P-N-P-N으로 네 층 쌓인 구조다. 게이트 신호로 도통을 시작하는 정류 소자이며, 단순한 PN 두 층 다이오드나 PNP 트랜지스터와 구분한다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 전파 정류 — 직류전압은 교류 실효값의 0.9배이므로 100V를 얻으려면 약 111V, 100√2V를 얻으려면 약 157V다. ② 반파와 전파 — 반파는 0.45배, 전파는 0.9배다. ③ 소자 — 제너 다이오드는 정전압 유지, SCR은 PNPN 4층 구조다.
자주 묻는 물음
- 단상 전파 정류에서 직류전압과 교류전압은 어떤 관계인가요?
- 전파 정류의 평균 직류전압은 교류 실효값의 약 0.9배다. 직류 100V를 얻으려면 교류 실효값은 100÷0.9로 약 111V이고, 직류 100√2V이면 141.4÷0.9로 약 157V다.
- 반파 정류와 전파 정류의 계수는 어떻게 다른가요?
- 반파 정류는 교류 실효값의 약 0.45배, 전파 정류는 약 0.9배다. 전파는 반 주기마다 양쪽 방향을 모두 사용하므로 같은 교류에서 직류전압이 반파의 두 배가 된다.
- 제너 다이오드와 SCR은 각각 어떤 소자인가요?
- 제너 다이오드는 역방향 제너 전압 근처에서 전압을 일정하게 유지해 전원 안정화에 쓴다. SCR은 애노드·게이트·캐소드 세 단자를 가진 PNPN 4층 구조의 제어 정류 소자다.
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