전자부품 기본 설명
반도체란(Semiconductor)
전기가 반쯤 통하는 성질,전기를 잘 통하지 않게하는 이와 같은 것들을 부도체 또는 절연체 전기를 잘 통하게 하는 양도체 간단히 도체라고 부른다. 그런데 이세상에는 제작자의 의도에 의해 도체도 될수있고 부도체도 될수있는 성질을 가진 것이 있는데 이것을 반도체라고 부른다반도체는 원하는 대로 저항의 크기를 조절하거나 빛을 내는등 특별한 성능을 가질 수 있 어, 전자 산업 발전의 핵심 역할을 하고 있다. 우리주위의 모든 전자제품에는 반도체로 만든 조그마한 부품들이 들어 있으므로 우리는 반도체라는 물건에 둘러싸여 사는 셈이다.반도체를 마법의돌 전자 산업의 꽃, 산업의 쌀, 20세기 최대의 발명품등으로 부르는 것은 당연한 일이기도 하다.
1.반도체의 특성
반도체는 독특한 몇 가지 특징을 가지고 있다.
1) 쇠붙이는 가열하면 저항이 커지지만 반도체는 반대로 작아진다.
2) 반도체에 섞여 있는 불순물의 양에 따라 저항을 매우 커지게도 할수 있다.
3) 교류전기를 직류전기로 바꾸는 정류작용을 할 수도 있다.
4) 반도체가 빛을 받으면 저항이 작아지거나 전기를 일으키는데 이를 광전효과라 한다.
5) 어떤 반도체는 전류를 흘리면 빛을 내기도 한다.
2.반도체의 종류
반도체 물질에서 전기를 나르는 물질에는 전자와 홀(Hole: 구멍, 즉 전자가 빠진 자리라는 뜻) 이라는 것도 있다. 전자는 마이너스(Negative)전기를 가지고 있다. 전자가 많은 반도체를 N타입 반도체라 하고 홀이 많은 반도체를 P타입 반도체라고 한다.
N타입이나 P타입 반도체는반도체에첨가하는 불순물의 종류에 따라 마음대로 만들수 있고, 그 불순물의 양에 따라 전자나 홀의 갯수도 조절할 수 있다. 반도체는 여러가지 특징을 가지고 있으므로 이것들을 이용하여 특별한 성능을 가진 부품을 만들수있다.집적회로는 사진기술과 밀접히 연관 개인용 컴퓨터나 핸드폰처럼 제품을 소형으로 만들수 있는 것은 바로 집적화 기술 덕분이다.
트랜지스터나 다이오드를 개별 소자라고 부르는 것에비해 소자들을 모은 반도체를 집적회로라고 한다. 집적회로는 플래너(Planar) 기술이 개발된 이래 눈부시게 발전하였다. 플래너 기술이란 웨이퍼라고 하는 평평한 반도체판 표면에 트랜지 스터등의 소자를 새겨 넣는 것을 말한다.이 집적회로 기술에는 사진 기술이 밀접하게 연관되어 있다. 인화지에 해당하는
웨이퍼위에 필름 역할을 하는 마스크를 놓고 빛대신 자외선을 쬐어 아주 정밀하고 복잡한 회로를 새겨넣는 것이다. 집적회로의 중요한 역할을 정보의 저장 또는 기억(Memory)과 연산(여러가지 조건에 의한계산)이다.기억용량이 핵심인 메모리 IC에는 램(RAM)과 롬(ROM)이 있다.
집적회로의 연산작용을 가장 잘 발휘하는 것이 마이크로 프로세서(MicroProcessor)인데, 컴퓨터의 두뇌인 중앙 처리장치(CPU: Central Proxessing Unit)에 사용된다.
3.반도체의 재료
반도체로 쓰이는 재료는 게르마늄과 실리콘이 있다. 그러나 실리콘은 열에 강하고 지구상에서 산소 다음으로 매우 흔한 물질로 모래나 돌멩이 유리창문, 수정등의 주성분이므로 우리 주위에서 가장 흔하게 보는 물질이기 때문에 현재는 이것을 더많이 쓴다.실리콘을 반도체로 사용하기 위해서 모래를 화학 처리하여 실리콘만을 뽑아 정제 과정을 거쳐 순도를 높게한것을 다결정 실리콘이라고 한다.이것을 다시 녹인 다음 특수한 기술로 천천히 굳혀서 원통 모양의 단결정 실리콘 막대를 만든다. 반도체는 일상생활에서 첨단 산업까지우리사회를 받치는 기둥이 되고 있다.
집적회로(Integrated Circuit) 의 개요
집적회로(Integrated Circuit :IC)는 트랜지스터, 저항, 캐패시터 등을 고밀도로 집적하여 패키지화 한 것이다.
트랜지스터나, 저항기, 개별 부품을 단지 아주 소형화했다고 하는 것이 아니라, 반도체, 저항체를 사용하지만 그 구조는 부품 자체의 것과는같지 않으며, 실리콘의 기판에 인쇄 기술을 구사하여 트랜지스터 기능이나 저항, 캐패시터 기능을 형성한 아주 고밀도화 시킨 것이다. IC는특수 용도를 포함하여 방대한 종류를 가지고 있다.
1.집적 회로의 정의 및 종류
① 정의 : 작은 규소 기판 위에 트랜지스터나 저항 등의 회로 소자를 많이 집적하여 하나의 회로로 동작 하도록 만든 것
② 종류 :
a. 반도체 IC : IC의 구성 요소가 반도체를 중심으로 만든 것
b. 바이폴러형 IC : 트랜지스터를 중심으로 만든 것
c. MOS 형 IC : MOS-FET를 중심으로 만든 것
d. 혼성 IC : IC 구성 요소에 저항이나 콘덴서 등의 수동 소자를 IC나
각 트랜지스터에 붙여서 만든 것
e. 디지털 IC : 기능면에서 컴퓨터 등의 디지털 논리 실현에 사용되는 것
f. 리니어 IC : 음향 기기의 증폭 회로 등에 사용되는 것. 트랜지스터의 종류에 의한 분류
③ 회로 동작 기능에 의한 분류/집적화의 규모에 의한 분류
[바이폴러형 IC], [MOS형 IC], [리니어 IC(아날로그 IC)], [디지털 IC],
[SSI(소규모 IC)], [MIS(중규모 IC)], [LSI(대규모 IC)], [VLSI]
| 2.집적 회로의 집적화 발전 과정 | |||
| ◈ 1948년 트랜지스터 발명 | |||
| ◈ 1970년대 트랜지스터 약 4만 개를 집적시킨 고밀도 집적회로(LSI : Large Scale Integrated Circuit ) | |||
| ◈ 1980년대 트랜지스터 약 60만 개를 집적시킨 초고밀도 집적회로(VLSI : Very Large Scale Integrated Circuit ) | |||
| ◈ 1994년 트랜지스터 약 3억 개를 집적시킨 극초고밀도 집적회로( ULSI : Ultra Large Scale Integrated Circuit ) | |||
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| 3. 집적 회로의 이점 단점 | |||
| 이점: | 단점: | ||
| ① 회로의 소형화 | - 전압이나 전류에 약하다. | ||
| ② 신뢰성의 향상 | - 열에 약하다(납땜할 때 주의) | ||
| ③ 가격의 저렴 장점 | - 발진이나 잡음이 나기 쉽다. | ||
| - 기기가 소형이 된다. | - 마찰에 의한 정전기의 영향을 고려해야 하는 등 취급에 주의 | ||
| - 가격이 저렴하다. | |||
| - 신뢰성이 좋고 수리가 간단(교환)하다. | |||
| - 기능이 확대된다. | |||
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4.디지털 IC 회로의 기본
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다이오드의(Diode) 개요
다이오드란 전류를 한쪽 방향으로만 흘리는 반도체 부품이다 반도체의 재료는 실리콘(규소)이 많지만,그 외에 게르마늄, 셀렌 등이있다. 다이오드의 용도는 전원장치에서 교류 전류를 직류 전류로 바꾸는 정류기로서의 용도,라디오의 고주파 에서 꺼내는 검파용 전류의 ON/OFF를 제어하는 스위칭 용도 등, 매우 광범위하게 사용되고 있다.
기호의 의미는 (애노드) (캐소드)로 애노드측에서 캐소드측으로는 전류가 흐르는 것을 나타내고 있다. 다이오드 중에는 단지 순방향으로 전류가 흐르는 성질을 이용하는 것 이외에 많은 용도에 흔히 사용된다.
| 다이오드의 종류 | ||||||||||
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| 1) 정전압 다이오드(제너 다이오드) |
PN접합의 항복(Breakdown)영역에서 동작특성이 나타나도록 제작된 다이오드로 주로 정전압용으로 사용된다.PN반도체의
도핑레벨(Doupping Level)을 변화시켜서 2 ~ 200 [V]의
항복범위를 갖도록 해당 전압별로 제작된다
제너(Zener)항복은 애벌런취(Avalanche) 항복과 달리 다이오드가 강하게 도핑(Doupping)되면 공핍층이 대단히 좁아지므로 공핍층에서 생기는 전계의 세기가 300,000[V/cm]정도가 되면가전자대 전자가 전도대로 충분히 끌어 올려지는데
이러한 형태에 의한 항복을 말하며, 고전계 방출(Highh Field Emission)이라고도 한다.
제너다이오드의 특성에서 항복전압 Vz에 도달하기까지 역방향 전류는 무시할 수 있다.Vz에서는 급경사적으로 나타나므로 전류는 거의 수직적으로 나타난다. 대부분의 항복영역구간에 걸쳐 출력전압은 Vz와같게된다. 제너다이오드의 소비전력 Pz는 Pz = Vz * Iz로 표현되는데 이 값이 최대치(Data Sheet 상에 표시)이하인 경우는 제너다이오드가 파손되지 않고
원상 복귀된다. 제너다이오드의 정격용량은 1/4 ~ 50[W]정도이다
| 2)발광 다이오드(LED) |
회로 기호는  전류를 순방향으로 흘렸을 때에 발광하는 다이오드이다. |
발광 다이오드는 여러 종류가 있으므로 용도에 맞추어 선택할 수 있다.
주로 적색, 녹색이 많지만, 청색을 발광하는 LED도 있다.
좌측에 나타낸 사진에서 맨 우측에 있는 LED는 하나의 LED에 적색과 녹색의 것이 함께 들어 있는 것이다.
제각기 점등시킬 수도 있고, 양쪽을 동시에 켜면 오렌지색으로 된다.
발광 다이오드의 극성의 확인 방법은 신품의 경우에는 리드선이 긴 쪽이 애노드,
짧은 쪽이 캐소드이다.
극성이 모르는 경우에는 1.5V의 전지를 접속하여 확인하거나, 테스터를 저항 측정 모드로
해서 확인한다.
테스터로 확인하는 경우에는 저저항 측정 레인지에서 적색과 흑색의 테스터 봉을 LED가 발광하도록 다이오드의 리드에 각각 접속한다 발광하지 않을 경우에는 테스터 봉을 반대로 접속한다.
발광하고 있는 다이오드에 접속하고 있는 흑색의 테스터 봉쪽이 애노드이다.
발광 다이오드의 특이한 사용법으로 정전압을 얻기 위해 사용하는 경우도 있다.
발광 다이오드는 순방향의 전압강하(VF)가 거의 2V로 생각보다 일정하게 유지하고 있다
3) 가변용량 다이오드(배리캡 또는 버랙터:varactor)
회로
전류는 다이오드에 따라 규정되어 있다. 그리고 통상적으로 사용하는 경우 다이오드 자체의 저항 성분에 의해 강하하는 전압은 0.6~1V(Vf) 정도이다(실리콘 다이오드의 경우, 대략
0.06V). 여러 개의 다이오드를 직렬로 접속하여 사용하는 회로에서는 이 전압 강하도 고려할 필요가 있다. 정류용 으로 사용하는 경우, 순방향의 전류 허용 값은 중요한 체크 포인트이다 역방향으로 전압을 가했을 경우, 역방향 전류는 흐르기 어렵다는 것을 나타내고 있다.
4) 브리지 다이오드
교류전압을 직류전압으로 바꾸기 위해 정류용 다이오드를 사용한다.하나의 다이오드에서는 반파정류( 플러스와 마이너스가 교대로변화하는 전압의 플러스 측 또는 마이너스측 중에서 어느 한 쪽만 사용한다. ) 밖에 할 수 없지만,다이오드를 4개 조합하면 전파 정류를 할 수
있다. 다이오드4개를 조합한 것이 다이오드 브리지 ( Diode bridge )이다.
트랜지스터(Transistor)
1.트랜지스터의 개요
트랜지스터는 기본적으로는 전류를 증폭할 수 있는 부품이다. 아날로그 회로에서는 매우 많은 종류의 트랜지스터가 사용되지만 디지털 회로에서는 그다지 많은 종류는 사용하지 않는다. 디지털 회로에서는 ON 아니면 OFF의 2치 신호를 취급하기 때문에 트랜지스터의 증폭 특성에 대한 차이는 별로 문제가 되지 않는다.디지털 회로에서 트랜지스터를 사용하는 경우는 릴레이라고 하는 전자석 스위치를 동작시킬 때(릴레이는 구동전류를 많이 필요로 하기 때문에 IC만으로는 감당하기 어려운 경우가 있다)나,발광 다이오드를 제어하는 경우 등이다.
2, 트랜지스터는 반도체의 조합에 따라 크게 PNP 타입과 PN 타입이 있다. (PNP 타입과 NPN 타입에서는 전류의방향이 다르다.) 마이너스 전압측을 접지로,플러스 전압측을 전원으로 하는 회로의 경우, NPN타입 쪽이 사용하기 쉽다.
3 트랜지스터의 구조와 동작
1) 트랜지스터의 내부
① p형과 n형의 3층구조
② 트랜지스터의 구조와 기호
1.이미터(emitter : E) : 전류의 반송자로 주입하는 전류
2.베이스(base : B) : 주입된 반송자를 제어하는 전류 공급
3.컬렉터(collectoer : C) : 전류의 반송자를 모으는 부분의 전극
2) 트랜지스터에 흐르는 전류
[전압을 가하는 방법]
① B와 E간의 pn접합면 VBE→순방향 전압
② C와 B간의 pn접합면 VCE→역방향 전압
3) 내부에서 전자의 움직임
① NPN형 트랜지스터의 동작
- B와 E사이의 순방향 전압VBE에 의해 E의 전자가 B로 이동한다.
- C와 E사이의 역방향 전압 VCE에 의해 E에서 B쪽으로 가던전자의 대부분이
C쪽의높은 전압에 끌려서 전류가 흐르게 된다.
- PNP형과는 전지 연결이 반대 극성이다.
② IE : 이미터에서 베이스 속으로 들어간 전자의 양에 상당하는 전류
③ IB : 베이스 속으로 들어간 전자중 C-B접합면까지 도달하지 못한 전자의 양에
상당하는 전류
④ IC : 컬렉터 속으로 들어간 전자의 양에 상당하는 전류
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[트랜지스터의 구조]
[트랜지스터의 동작]
순방향 전압이 가해진 E-B 접합에서는 이미터 쪽에서 많은 전자가 공핍 층을 넘어 확산 현상으로 베이스층으로 유입된다. 유입된 전자의 일부분은 베이스층의 다수 반송자인 정공과 재결합하여베이스 전류가 되지만, 대부분의 전자는 베이스 층이 얇기 때문에 확산하는 거리가 짧아 곧 C-B 접합에 도착한다.
C-B 접합에 도착한 전자는 공핍 층의전기장에 끌려 컬렉터 층으로 들어가서 컬렉터 단자에 도착한다.러므로 이미터 전자는 베이스를 지나 컬렉터로 흐르고, 그 양은 B-E 접합의 순방향 전압 VBE에 의해 자유롭게 조절할 수 있다.
4 트랜지스터의 증폭 작용
이미터에서 유입된 전자 가운데 컬렉터에 도달하는 전자의 비율을 α라 하면 α는 보통 0.99정도로 1에 가까운 값을 갖는다. 또한 베이스와 컬렉터 사이의 전류 증폭률을 β라 하면,
β=α/(1-α)로 나타낼 수 있다.
만약 α를 0.99로 하면 β는 약 100이 되어 베이스 전류가 100배로 증폭되어 컬렉터에 흐르게 된다.또 α를 0.999로 하면 β는 약 1000이되어 1000배로 증폭된 컬렉터 전류가 흐르게 된다. 이것이 트랜지스터의 증폭작용이다
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4.적층 세라믹 캐패시터
적층 세라믹 캐패시터는 전극간의 유전체로 고유전율계 세라믹을 다층 구조로 사용하고있으며, 온도 특성,주파수 특성이 양호하고,게다가소형이라는 큰특징이 있다.디지털 회로에서 취급하는 구형파(펄스파) 신호는 비교적 높은 주파수 성분이 함유되어있다. 이 캐패시터는 주파수 특성이 양호하고, 현재MURATA(JAPAN)의 칩 세라믹 캐패시터가 널리 알려져있다
현재(99')MURATA에서는0402SIZE,0603SIZE,0805SIZE(EIA CODE)가 많은 국내 업체에서 사용하고 있으며 이보다 작은 0201SIZE도 생산하고있다.
5.필름 캐패시터
극간의 유전체로 폴리스티렌(polystyrene)필름이 사용되고 있다. 이 캐패시터는 필름을 감은 구조이므로 인덕턴스(코일) 성분이 크다. 따라서,고주파에는 사용 할 수 없으며,수백 kHz 이하의 필터 회로나 타이밍 회로등에 흔히 사용된다.전극의 극성은 없다.칩 필름 캐패시터 있다.
6.슈퍼 커패시터
이와 같은 대용량의 캐패시터(용량은 0.47F(470,000uF)로 초대용량 캐패시터)를 전원 회로등에 사용 할 때에는 각별한 주의가 필요하다.그이유는 캐패시터가 텅 비어 있을 때에는(전기가 축적되어 있지 않을 때에는) 전류가 계속 유입하므로 정류기 등이 과전류로 인해 파괴되는경우가 있기 때문이다. 통상적인 전원회로의 평활 캐패시터는 1,000uF 정도이므로, 캐패시터는 순간적으로 충전되지만, 이러한 캐패시터를사용하면 충전이 완료되기까지 회로가 쇼트 되어 있는 것과 같으므로 보호회로를 설치하지 않으면 위험하다.용량이 크기 때문에 단시간의백업(배터리 정도의 장시간은 아니지만)등에 사용 할 수 있을 것이다. 최대 용량인데 비해 비교적 형태가 작으며,직경이 21mm, 높이 11mm이다. 극에 극성이 있으므로 주의 할 필요가 있다.
7.마일러 캐패시터
얇은 폴리에스테르(polyester) 필름을 양측에서 금속으로 삽입하여, 원통형으로 감은 것이다.낮은 가격으로, 사용하기는 쉽지만 높은 정밀도를 기대할 수는 없다. 오차는 대략 ±5%에서 ±20% 정도이다.
8.폴리프로필렌 캐패시터
마일러 캐패시터보다 높은 정밀도가 요구되는 경우에 사용한다.유전체 재료는 폴리프로필렌(polypropylene) 필름을 사용하며,100kHz이하의 주파수에서 사용하면 거의 용량의 변화가 없다.
9.가변용량 캐패시터
용량을 변화 시킬 수 있는 캐패시터이며,주로 주파수 조정등에 사용한다.부착할 때의 주의 사항으로, 전극 극성은 없지만 용량을 조절하는나사 부분이 어느 한 쪽의 리드선에 연결 되어 있기 때문에 리드선의 한 쪽이 어스에 접속되는 경우에는 조절나사가 연결되어 있는 리드선을 어스측으로 한다.그렇게 하지 않으면 조절 할때의 드라이버의 용량이 영향을 주므로
잘 조절 되지 않는다.(드라이버는 규격품을 사용해야함) 현재 MURATA(Japan)에서는 2Ø,3Ø,4Ø,6Ø 가변 캐패시터가 생산 되고 있다.
FET Oscillator
FET Oscillator는 일반적으로 대부분에 책에서 Two port Transistor Oscillator 라는 제목으로 설명하고 있습니다. 많이 응용 되는 형태로서 FET을 Potentially unstable 한 영역에서 동작하게 하여 Negative Resistance를 만들어 낼 수 있는 형태의 회로를 가지고 있습니다. 아래 그림을 보면서 자세히 살펴 보겠습니다.
그림 1
Gunn 또는 IMPATT Diode를 이용한 Diode Oscillator와 동일한 형태를 가지고 있음을 우리는 직감할 수 있습니다. 만약에 느낌이 오지 않는다면 점선으로 표시된 Negative Resistance의 위치을 자세히 보시기바랍니다.Gunn 또는 IMPATT Diode는 특성상 본래 Negative Resistance를 가지고 있지만 FET의 경우 그렇지 못한 경우도 많이 있습니다.
그렇다면 무슨 근거로 위의 그림에서 Negative Resistance 단어를 Transistor의 앞 부분에 점선으로 표시하였을까요
만약에 Transistor의 Stabile circle을 그리기 위한 중심점과 반지름을 알수 있다면 이야기는 쉬워질 것입니다.Termination network을 이용하여 입력 임피던스를 Transistor의 불안정 영역에 위치시킨다면 Transistor와Termination network를 포함한 회로는 Negative Resistance의 특성을 가지게 될 것입니다. 이 작업이 완료되면 그 다음 부터는 Diode Oscillator 설계
방법과 동일하게 될 것입니다.
아래 그림은 Diode Oscillator의 설계 그림입니다. 참고하시면서 위의 FET Oscillator와 비교하시기 바랍니다.
그림 1과 2를 비교해 보면 Oscillation 원리와 동작은 서로 비슷하다는 사실을 우리는 알게 됩니다. 그런데 궁금한 점이 생겼습니다. 꼭Termination Network를 FET의 Drain과 함께 연결해야 할까요
FET의 Drain과 연결하기 위해서는 FET의 Output Stability Circle이 필요한데,Input Stability Circle를이용하여 Terminating Network를 FET의 Gate에 연결할 수 있을까요?
당연히 가능합니다
지금 부터 적용되는 모든 이야기는 그림 1의 회로를 기준으로 살펴보겠습니다.
지금까지의 기본 개념을 가지고 설계 방법에 대한 자세한 내용을 살펴보도록 하겠습니다.
우리가 Oscillator를 설계하기 위한 첫번째 할 일은 Transistor의 선택입니다.
만약에 Amplifier를 설계하고자 한다면 Stability 정도가 높은FET를 선택하여야 할 것이고 Oscillator를 설계하고자 한다면 불 안정 (Unstable) 정도가 높은 FET를 선택하여야 할 것입니다.
만약에 Bias가 인가된 상태에서의 FET가 무조건 안정하다면 Oscillator를 설계하기에 부적절한 FET가 될 것입니다.
Smith Chart 상에서Stability circle과의 관계를 통해서 어떤 형태를 가지고 있는 FET가 적절한 Temination Network를 통해 디자인이 가능할 것 인지 살펴 보겠습니다.
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| 그림A | 그림B |
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| 그림C | 그림D |
그림A: 의 Smith Chart 와tabilityCircle과의 관계를 가지고 있는 FET를 이용한 Oscillator
설계는 불가능 합니다.
그림B: 의 Smith Chart 와 Stability Circle과의 관계를 통해 볼 수 있듯이 Unstability Region
이라고 표시된 부분에Termination Network
그림C: 만약에 우리가 선택한 FET가 다음과 같은 특성을 가지고 있다면
Diode Oscillator의 Gunn Diode와 같은 역할을 할 것입니다.
그림D: 의 형태는 FET Oscillator를 설명하는 책들의 대부분의 예제로 나오는 유명한
그림입니다.
우리가 알 수 있는 사실은 선택하고자 하는 FET의 특성이 Stability 영역 보다는 Unstability 영역이 상대적으로 크다면 쉽게 Termination Network를 설계할 수 있다는 것 입니다.
Unstable 영역내에 Terminate 반사 계수를 결정함으로써 실질적인 우리의 목표인 입력 반사 계수를 1보다더 크게 만드는 것입니다. 이를 통해서 우리는 Oscillation하기에 충분한 Negative Resistance,즉 설계하고자 하는 주파수에 대해 충분한 Energy Source를 만들수 있게 되는 것입니다.
이제는 충분히 입력 임피던스를 구할 수 있는 정보를 우리는 가지고 있습니다.
즉, 제작할 때 사용한 FET의 Small signal S-parameter 값과 TerminateImpedance를 알고 있기 때문에우리는 입력 임피던스를 구할 수 있게
됩니다.
지금 부터는 어떤 방법으로 Load Impedance를 구할 것인지에 대해서 살펴보겠습니다. 당연히 우리는 Input impedance에 Matching를 해야 할것입니다.
Load Impedance의 Reactive 부분에 대해서는,
이렇게 해서 구한 Load 임피던스 성분 (R과 X)를 구한 후에는적당한 Load Circuit (Network)를 설계하면 이로써 우리는Oscillator 설계를 마무리하는 것입니다.
또 다른 방법으로 간단하게 Load, Input, 그리고 Terminating 임피던스를
구할 수 있는 방법이있습니다.
직접 FET의 S-Parameter 값을 이용하는 것입니다.
아래에 부분에서 표기되는 수식을 이용하여 우리는 순식간에 Oscillator 설계를 마무리 할 수 있습니다.
지금까지 FET의 Small Signal S-Parameter을 이용한 Oscillator 설계에 대해서 살펴보았습니다. 하지만 Oscillator의 출력 파워와 효율에 대한 정확한 분석을 위해서는
Large Signal S-Parameter 분석이 매우 중요합니다.
일반적으로 우리가 Simulation Tool를 이용할 때도 이런 까닭에 Harmonic alanceTechnique를 사용하는 것 입니다
저항(Resistor)
1.저항기의 개요
저항기란 전류의 흐름을 제지 하는 기능을 가지고 있는 소자를 말한다. 회로도의 기호로는 으로 표시한다. 저항값의 단위는 (ohm:옴)이 사용된다.또한, 1000ohm = 1kohm, 1000Kohm =1Mohm 이 된다. 저항기는 크게 고정저항기와 가변저항기로 나누어진다. 또한,사용하는 재료에 따라 탄소계와 금속계로 분류된다.
저항 값의 표준에 대해서는 우리나라 KS 규격으로 정해져 있지만, KS규격은 그 대부분이 일본 JIS 규격을 모방하고 있으며, 실제로업계 에서는 JIS규격을 훨씬 많이 이용하고 있다.
저항기를 사용하는 경우에 중요한 포인트는 저항 값은 물론이거니와, 격전력, 저항값, 오차가 있다 (정격전력: 저항기가 견딜 수있는 소비전력(W:와트)으로, 전력은 전류의 제곱(I2)*저항(R)으로 구할 수 있다),전자회로에서 흔히 사용되는 것으로 1/16W/,1/8W, 1/4W, 1/2W 등이 있다. 전자회로의 신호회로(미약전류)에서는 너무 의식할 필요 없지만, 전원회로,
발광다이오드의 전류 제어용과 같은 저항기에는 생각보다 큰 전류가 흐르기 때문에 정격 전력을 염두에 둘 필요가 있다.
저항 값의 표준은 JIS C5001에서 E표준 계열로 정해져 있다. 이것은 10을 대수적으로 몇 등분하여 정해져 있다. E6의 경우는 [1],[1.5], [2.2], [3.3], [4.7], [6.8], [10] (10을6등분) E12는 [1], [1.2], [1.5], [1.8], [2.2], [2.7], [3.3], [3.9] [4.7], [5.6], 6.8],[8.2], [10] (10을12등분)으로 된다. 저항값이 언뜻 보기에 제각기 무질서한 값으로 보이는 것은 이와 같은 이유 때문이다. E계열은 3,6,12 이외에 24,48,96,192라는 계열이 있지만, 저항 값으로는 통상은 E12계열을 사용하고 있는것 같다(특수한 경우에는 그 이상을 사용하는 경우도 있을 것이다) 저항 값의 표시는 숫자로 인쇄하기 위해서는 부품이 작기 때문에 컬러 코드(color code)라고하는 색깔로 표시하고 있는 경우가 많은데,1/2W 이하의 저항기항은 대부분 컬러코드로 표시하기 때문에 컬러코드를 읽는 법도 꼭꼭 알아 둘 필요가 있다. 또한, 칩 저항은 캐패시터와 같은 방법으로 숫자로 표기되어있다
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| 용량표시: 흑색0 갈색1 적색2 등색3 황색4 녹색5 청색6 자색7 회색8 백색9 [오차표시: 금색5% 은색10%] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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2. 저항기의 종류
1) 고정저항기
고정 저항기란 명칭과 같이 저항값이 고정된 것으로, 전자회로에 널리 사용된다.
2) 탄소피막 저항기
가장 일반적이고 저가격의 저항기이다. 저항값의 오차는 ±5%의 저항기가 가장 많다. 정격전력으로는 1/8, 1/4, 1/2 등이 많다. 탄소피막 저항기는 잡음이 심하다고 하는 결점이 있기 때문에,아날로그 회로에는 금속계의 저항기를 사용하는 경우도 많다 (저항 어레이: 여러 개의 같은 값을 가진 저항기가 일체형으로 만들어져 있다.)
3) 가변 저항기
탄소계 저항기보다 오차가 적은 높은 정밀도의 저항값이 필요한 경우에 사용된다.금속피막 저항기의 저항체 재료는Ni-Cr [nichrome]등이 사용되고 있다. 금속피막 저항기의 용도는 브리지 회로, 필터와 같이 저항값의 오차가 회로의 성능에 크게 영향을 미치는 경우 그리고 아날로그의 잡음이 마음에 걸리는 회로 등에 사용한다.
4) 금속피막 저항기
가변저항기는 일반적으로 볼륨(variable ohm)이라고 부른다.라디오의 음량조절이나 TV모니터 화면 조정과 같이 용이하게 저항값 을 바꿀 수 있는 것과, 전자회로에서 부품의 오차에 의한 동작 상태를 조정해야 하는 경우 등에 사용하는,통상 저항값을 바꾸지 않는반고정 저항기가 있다.
통상적인 가변저항기, 반고정 저항기는 회전할 수 있는 각도가 300도 정도이지만, 저항값을 세밀하게 조정하기위해 기어(gear)를 조합하여 다회전(10?25회 정도)시킬 수 있는 포텐쇼메터(potentiometer)라는 것도 있다.
5)기타 저항기
탄소피막 저항기, 금속피막 저항기 이외에 흔히 사용되는 저항기의 종류로는 권선 저항기가 있다. 권선 저항기는 금속의 미세한 선을 재료로 사용한 것을,선의 길이를 조정함으로써 정밀한 저항값을 얻을 수 있다.그리고 굵은 선재를 사용할 수 있어, 대전력용 저항기를 만들 수 있다.
실제로는 정밀한 저항값을 얻는 것보다 대전력용 저항기의 용도가 많을 것으로 생각한다. 결점으로는 선을 절연체에 코일 형태로 감아 붙이기 때문에, 주파수가 높은 회로에는 사용 할 수 없다. 대전력용 저항기를사용하는 경우, 다량의 열이 발생하기 때문에 (저항기는 열에 견딜 수 있도록 되어 있지만, 열은 발생한다) 방열을 충분히 고려할 필요가 있다.
콘덴서 (Condenser)
콘덴서의 개요
콘덴서란 전기를 축적하는 기능을 가지고 있습니다. 그러나, 일반적으로는 전기를 축적하는 기능 이외에 직류전류를 차단하고 교류전류를 통과시키려는 목적에도 사용됩니다.
어떤 기판이라도 한두개는 있을법한 전자 부품이죠. 회로도의 기호는 으로 표시합니다.
콘덴서는 기본적으로는 2장의 전극판을 대향시킨 구조로 되어 있습니다.두개의 극판을 서로 닿지 않도록 평행하게 놓았을때 외부에서 전원을 연결하여 회로를 구성하면, 양 극판에는 전자에 의해 음(-)과 양(+)의 전극으로 대전상태(전기가 모여있는 상태) 가 됩니다.
극판은 대전되면 전원의 회로를 끊어도 대전된 상태로 남아 있게 되는데 이러한 현상은 전기가 저장됨을 의미하고 이러한 현상을 충전 상태라고 하지요. 여기에 직류전압을 걸면,각 전극에 전하(電荷)라고 하는 전기가 축적되며,축적하고 있는 도중에는 전류가 흐릅니다. 축적된 상태에서는 전류는 흐르지 않게 됩니다. 전류가 흐를 수 있는 길이 없으므로 대기중에서 자영 방전되는 것입니다.
이러한 케패시터 역할을 효과적으로 하기위해서는 두 극판간의 간격은 좁을수록, 면적은 클수록 효과적입니다.10μF 정도의 전해 콘덴서에 아날로그 미터식 테스터를 저항 측정 모드하고 접속하면 순간전류가 흘러 테스터의 바늘이움직이는 것을알 수 있습니다. 그러나 바로 0으로 되고 맙니다. 그렇지 않다면 콘덴서 불량일 경우입니다.테스터의 접속 방법(콘덴서 의 리드에 접속하는 테스터의 측정봉)을 반대로 하면 역시 순간 전류가 흐른다는 것을 알 수 있습니다.
그러므로, 직류전압이 콘덴서에 가해진 경우, 순간적으로 전류가 흐르지만 후에는 흐르지 않기 때문에직류를 통과시키지 않으려는 (직류 커트) 용도에도 사용됩니다. 그러나, 교류의 경우에는앞서 언급한 테스터의 측정봉을 항상 교대로 바꾸어 접속하는 것과 같으므로 그 때마다 전류가 흐르게 되어,교류전류는 흐르는 것이다.
두 극판의 전극간에 절연체 (유전체라고 한다)를 넣어( 절연체를 전극으로 삽입한다) 콘덴서를 만드는데, 이 재질에 따라 여러 종류의 콘덴서가 있다. 아무것도 삽입하지 않고 공기를 유전체로 하는 콘덴서도 있습니다.
콘덴서의 용량을 나타내는 단위는 패러드 (farad: F)가 사용됩니다.일반적으로 콘덴서에 축적되는 전하용량은 매우 작기 때문에, μF(마이크로 패러드: 10-6F)나 pF(피코 패러드:10-12F)의 단위가 사용됩니다. 최근에는 슈퍼 커패시터라는 명칭으로 패러드 단위의용량을 가진 콘덴서도 등장했습니다.
콘덴서의 용량 표시에 3자리의 숫자가 사용되는 경우가 있다.부품 메이커에 따라 용량을 3자리의 숫자로 표시하든가 그대로 표시 하기도 합니다.3자리 숫자로 나타내는 경우에는 앞의 2자리 숫자가 용량의 제1숫자와 제2숫자이고,3자리째가 수가 됩니다. 표시의단위는 pF(피코 패러드)로 되어 있습니다.
예를 들면 103이면 10×103=10,000pF=0.01μF로 됩니다.
(224는 22×104=220,000pF=0.22μF), 100pF 이하의 콘덴서는 용량을 그대로 표시하고 있습니다. 즉, 47은 47pF를 의미 합니다.
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| 콘덴서의 종류 | |||
 알루미늄 전해콘덴서 (전해콘덴서) | |||
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특징은 극성(플러스 전극과 마이너스 전극이 정해져 있다)이 있다는 점입니다.일반적으로
콘덴서 자체에 마이너스측 리드를 표시하는마크가 붙어 있습니다. 또, 가할 수 있는 전압, 용량(전기를 축적할 수 있는 양)도 표시되어 있습니다. 극성을 잘못 접속하거나, 전압이너무 높으면 콘덴서가 파열(펑하는 소리가 나며, 매우 위험)되고 맙니다.절대로 실수하지 않도록
주의해야 합니다. (통상 회로도에도+극성을 표시한다).이 콘덴서는 1μF부터 수천μF,수만μF라는 식으로 비교적 큰 용량이 얻어지며,주로 전원의 평활회로,저주파 바이패스(저주파 성분을 어스등에 패스시켜 회로동작에 악영향을 주지 않습니다)
등에 사용됩니다. 단, 코일 성분이 많아 고주파에는 적합하지 않다(이것을 주파수 특성이 나쁘다고
| 고체 탄탈 전해콘덴서 (탄탈 콘덴서) |
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재료를 사용하고 있는 전해콘덴서입니다. 알루미늄 전해콘덴서와 마찬가지로, 비교적 큰 용량을 얻을 수 있습니다. 그리고 온도 특성(온도의 변화에 따라 용량이 변화하는 것을 말하며 용량이 변화하지 않을수록 특성이 좋다고 말합니다.) 주파수 특성 모두 전해콘덴서 보다 우수합니다. |
| 특징: 알루미늄 전해콘덴서는 크라프트(kraft)지 등에 전해액이 스며들게 한 것을 금속 알루미늄으로 삽입하여 감아 붙인 구조로 되어 있지만 탄탈 전해콘덴서의 경우는 tantalum powder를 소결하여 굳혔을 때에 나오는 빈틈을 이용하는 구조로 되어 있어,두루마리 구조가아니므로 앞서 언급한 바와 같이 특성이 우수하다(이것은 어디까지나 알루미늄 전해콘덴서와 비교 했을 때의 이야기입니다). 이 콘덴서도 극성이 있으며, 통상, 콘덴서 자체에 +의 기호로 전극을 표시하고 있습니다. 탄탈 콘덴서도 절대로 극성을 잘못 접속해서는 안된다.가격은 전해콘덴서 보다 비싸기 때문에 온도에 의한 용량변화가 엄격한 회로,어느 정도 주파수가 높은 회로 등에 사용되고 있습니다. 또한,알루미늄 전해콘덴서에서 발생하는 spike 형상의 전류가 나오지 않으므로 신호 파형을 중요시하는 아날로그 신호계에는 탄탈 콘덴서를 사용하는 것이 상식인 것 같다. Pike와 같은 불요 파형이 문제가 되지 않는 경우에는 전해콘덴서로도 충분합니다. 탄탈 콘덴서도 전해 콘덴서와 마찬가지로 플러스와 마이너스 극성을 가지고 있습니다. 전극(리드선)의 +측을 나타내는 기호가 콘덴서 자체에 표시되어 있다. |
세라믹 콘덴서 (Ceramic Condenser)
좌측에 있는 콘덴서는 103이라고 인쇄되어 있는데,
이것은 10×103pF이므로 0.01μF가 됩니다.
전해콘덴서나 탄탈 콘덴서와 같이 전극의 극성은 없다. 사진보다 더 큰 외형의 세라믹 콘덴서도 있습니다. 세라믹은 강유전체의 물질로 아날로그 신호계 회로에 사용하면 신호에
일그러짐이 나오므로 이와 같은회로에는 사용할 수 없습니다
특징: 전극간의 유전체로 티탄산 바륨(Titanium-Barium)과 같은 유전율이 큰 재료가 사용되고 있습니다.이 콘덴서는 인덕턴스(코일의 성질)가 적어 고주파 특성이 양호하다는 특징을 가지고 있어,고주파의 바이패스(고주파 성분 또는 잡음을 어스로 통과시킨다)에 흔히사용됩니다.모양은 원반형으로 되어 있으며 용량은 비교적 작습니다.사진의 좌측에 있는 것은 용량이 100pF의 콘덴서로, 원반의 직경이 3mm 정도입니다 적층 세라믹 콘덴서
특징: 적층 세라믹 콘덴서는 전극간의 유전체로 고유 전율계 세라믹을 다층 구조로 사용하고 있으며, 온도 특성, 주파수 특성이 양호하고 게다가 소형이라는 큰 특징이 있습니다. 디지털 회로에서 취급하는 구형파(펄스파)신호는 비교적 높은 주파수 성분이 함유되어 있습니다.이 콘덴서는 주파수 특성이 양호하고,소형이라는 점 때문에 바이패스용으로 흔히 사용되고 있습니다. 온도 특성도 양호하므로 온도변화를 꺼려하는 회로에도 사용됩니다.
스티롤 콘덴서콘덴서는 필름을 감은 구조이므로 인덕턴스(코일) 성분이 큽니다. 따라서 고주파에는사용할 수 없으며, 백 kHz 이하의 필터 회로나 타이밍 회로 등에 흔히 사용된다.사진에 나타낸 스티롤 콘덴서는 전극에 동박을 사용하고 있어,적색을 띠고 있지만,전극으로 알루미늄박을 사용하는 것도 있으므로 은색을 띠고 있는 것도 있습니다.
특징: 동박을 사용한 쪽이 약간 비싸고,주파수 특성이 좋은 듯 하며,엄격한 용도가 아니면 적색이든 은색이든 별로 문제는 없을것으로 생각합니다. 사진에서 좌측에 있는 콘덴서는 100pF로 굵기 5mm, 높이 10mm이다. 가운데 있는 콘덴서는 1000pF 로 굵기 5.7mm,높이 10mm이다.우측에 있는 콘덴서는10000pF로 굵기 10mm,높이 24mm입니다.
전극의 극성은 없습니다.
슈퍼 커패시터
보호회로를 설치하지 않으면 위험합니다. 용량이 크기 때문에단시간의백업(배터리 정도의 장시간은 아니지만) 등에 사용할 수 있을 것입니다.
대용량인데 비해 비교적 형태가 작으며, 직경이 21mm, 높이 11mm입니다. 전극에 극성이 있으므로 주의할 필요가 있습니다.
폴리프로필렌 콘덴서제조업체에 따라 다를지도 모르지만, 용량 표시 다음의 기호가 오차를 나타내고 있는 것 같다.
K가 ±10% F가 ±1% 이다.
용량: 0.01μF(103F로 표시) 폭:7mm, 높이:7mm, 두께:3mm
용량: 0.022μF(223F로 표시) 폭:7mm, 높이:10mm, 두께:4mm
용량: 0.1μF(104F로 표시) 폭:9mm, 높이:11mm, 두께:5mm
용량을 실측했더니, 측정기의 오차도 있어, 확실하다고는 말할 수 없지만, 대략 +0.2% 정도였다.이 콘덴서도 전극의 극성은 없다
특징: 폴리에스테르 콘덴서 보다 높은 정밀도가 요구되는 경우에 사용한다. 유전체 재료는 폴리프로필렌(polypropylene)
필름을 사용하며 100kHz 이하의 주파수에서 사용하면 거의 용량의 변화가 없다고 한다
폴리에스테르 필름 콘덴서(마일러 콘덴서)
폭:5mm, 높이:10mm, 두께:2mm
용량: 0.1μF(104K로 표시)
폭:10mm, 높이:11mm, 두께:5mm
용량: 0.22μF(0.22K로 표시)
폭:13mm, 높이:18mm, 두께:7mm
폭:4mm, 높이:6mm, 두께:2mm
용량: 0.0068μF(682로 표시)
폭:4mm, 높이:6mm, 두께:2mm
용량: 0.47μF(474K로 표시)
폭:11mm, 높이:14mm, 두께:7mm
마일러(Mylar) 콘덴서라고도 하며, 얇은 폴리에스테르(polyester) 필름을 양측에서 금속으로 삽입하여, 원통형으로 감은 것입니다. 저가격으로 사용하기 쉽지만, 높은 정밀도는 기대할 수 없다. 오차는 대략 ±5%에서 ±10% 정도입니다.
전극의 극성은 없습니다.
메터라이즈드 폴리에스테르 필름 콘덴서(시멘스 MKT 적층 콘덴서)용량: 0.001μF(1n으로 표시. n은 나노[10-9]) 내압: 250V 폭:8mm, 높이:6mm, 두께:2mm
용량: 0.22μF(μ22로 표시) 내압:100V 폭:8mm, 높이:6mm, 두께:3mm
용량: 2.2μF(2μ2로 표시) 내압: 100V 폭:15mm, 높이:10mm, 두께:8mm
시멘스 MKT 적층 콘덴서라고도 하며, 전극으로 증착 금속피막을 사용한 폴리에스테르 필름 콘덴서로,전극이 얇기 때문에 소형화가 가능하다.
이 콘덴서는 리드가 떨어지기 쉽기 때문에 취급에 주의할 필요가 있다.
한번 떨어져 버리면 사용할 수 있는 방법이 없으며 버릴 수 밖에 없다.
전극의 극성은 없다
플로팅 상태와 풀업 저항이 달린 회로 해석 >>
그림1의 로직은 입력을 low로 만들어놓은 그림들이다. 그런데, (a)와 (b)의 차이가 바로 풀업저항의 의미가 된다.
일단, (a) 그림을 보면, 스위치가 눌렸을 때 전원으로 부터 접지라인까지 바로 연결이 되니까 이 로직은 low가 인가가 되는데 스위치가 떨어졌을 경우는, 입력 상태가 어떤 상태인지(정해지지 않은) 알 수 가 없게 된다.
이런 경우를 "플로팅 되어있다" 라고 한다.
이 상태(플로팅 상태-floating state)에서는 입력 레벨이 어떤지 알 수 없기 때문에 로직 디바이스가 동작하는데 문제가 생길 수 있다.
왜냐면, 알 수 없는 입력(사용자 입장에서)이 들어왔기 때문에 알 수 없는 결과값이 나오게 되기 때문이다.
여기서 알수 없는 결과라 함은 사용자가 의도하는 의미를 말한다. 이렇게 플로팅되어 있는는 입력 상태를 없애주고자 고안된게 풀업 저항(그림2의경우는 풀다운)이다.
그럼 그림1 (b)의 그림을 보면, 마찬가지로 스위치가 눌렸을 때, 풀업저항에 의한 약간의 전압 강하를 빼곤 위에서 설명한 것과 같다는 것을 알 수 있다. 풀업 저항의 주 목적은 바로 스위치가 떨어져 잇을 때가 된다.
(a)번 그림과는 다르게 풀업저항을 통해서 전원 +5V로 연결이 되어 있기 때문에 스위치가 떨어져 있다하더라도, 입력값의 혼동이 없다. 즉, 이른바 알려진 입력 상태가 되는 것이다
그리고, 덧붙여 풀업 저항이 없을 경우, 스위칭이 일어날 때 과도한 전류가 흐를 개연성이 많기 때문에, 이로 인해 디바이스 안 좋은 영향을 끼칠 수가 있는데 이것 또한 풀업(또는 풀다은)저항으로 해결이 가능해 진다.
쉽게 예를 들어서 설명을 다시 하면, 스위치가 ON(눌림) - OFF(안 눌림) - ON - OFF 로 동작한다고 가정하면, (a)번 그림의 회로는 0V - F(floating) - 0V - F(floating) 이런식의 입력이 들어가게 된다.
이와는 다르게 (b) 그림에서는 Floating 대신 +5V (실제론 저항에 의한 전압 강하가 일어나 더 낮은 전압 또는 전류값이 됩니다.)가 인가되어, 0V - +5V - 0V - +5V 이렇게 인가가 된다.
스위치가 ON 상태일 때 전류는 왜 접지쪽으로만 흐르게 될까 >>
아주 적은 양의 전류 -보통 leakage current라고 하는데. (-)전압을 빼곤 모두 접지쪽으로 흐른다.
원리적으로 접지의 전압레벨이 낮기 때문에 입력단자의 전압레벨도 접지쪽으로 맞추져야 하므로 입력은 low가 되는게 맞다.
입력단자의 전압레벨이 접지의 레벨과 같다고 하더라도 상관없다. 어차피 전압레벨은 low가 되니까.
스위치를 OFF시켰을때 풀업저항의 값이 많이 높게 되면
회로쪽으로 입력되는 전압은 거의 없을수도 있는데 왜 high가 되는걸까 >>
스위치를 떼었을때, 입력단에 입력되는 전압이 거의 없을 경우는 풀업 저항값이 엄청 큰 경우와 입력 단자의 전압 레벨이 접지 레벨 수준이어서 모든 전압이 풀업 저항에서 강하가 일어날 경우인데, 전자의 경우는 적정선에서 너무 크지 않은 풀업 저항을 달아주면 되고, 후자의 경우는 입력 단자의 전압 레벨이 접지 레벨이라는 것은 회로적으로 아무런 의미가 없기 때문에 고려하지 않아도 된다.
풀업(풀다운) 저항값 설정 >>
풀업저항값을 선택하는 방법에는 사용되는 logic family에 따라 조금씩 다르다. TTL, CMOS +5V 논리 게이트는 보통 DC 입력 전류값으로 20mA 정도를 사용하기 때문에 입력단을 high인 상태에 놓기 위해, 수 mA정도 범위의 입력이 인가되도록 해야한다.
이 역할을 하는게 풀업 저항이다. 소자 종류에 따라 다르지만, 보통 풀업으로 1.5㏀에서 4.7㏀(일반적) 또는 10㏀까지 사용한다.
풀업 저항에서 일정 부분 전류 분배가 일어나 나머지가 입력으로 들어올테니까 (전압, 전류 분배를 생각하면 수월하다.) 수 mA의 전류를 만들려면, 수 ㏀의 저항이 필요하다.
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풀업 저항 또는 풀다운 저항
|---------------------------|
트라이 스테이트(high, low, open) 에서 풀업은 평상시 high, 풀다운은 low를 유지하여 외부에 노이즈나 오동작을 막아준다.
( -> open(high인지 low인지 모름)상태를 막는다 )
- 풀업 저항 "
디지털 회로에서 논리적으로 H레벨 상태를 유지하기 위하여 신호의 입력 또는 출력 단자와 VCC 전원단자 사이에 접속하는 저항 - 풀다운 저항 "
디지털 회로에서 논리적으로 L레벨 상태를 유지하기 위하여 신호의 입력 또는 출력 단자와 접지 단자 사이에 접속하는 저항
사용 목적 / 이유
1. 입력단에서
-* 입력 논리값을 H,L 로 올바르게 인가하기 위해서 -* 현재 입력 신호를 사용하지 않으나 나중에 사용할려는 경우
2. 출력단에서
-* 오픈 콜렉터 또는 오픈 드레인 회로의 경우
-* 출력 전류를 증대시키려는 경우
3. 초기값을 정확하게 부여하기 위해서