BONONOO

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

회로 설계중 트랜지스터(TR) 부품은 빠질 수가 없는 존재입니다. 이번엔 FAN Motor을 구동하기 위한 트랜지스터 선정을 설명 드리겠습니다. 간단한 사용 방법이므로 다른 모터 구동에도 응용하시면 좋을 것 같습니다.

​회로도를 통해 설명 드리도록 하겠습니다.

회로도

 

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

저번 시간은 트랜지스터의 스위칭 역할을 배워보았는데요.

이번 시간엔 트랜지스터의 증폭 작용에 대해 설명 드리겠습니다.

보통 트랜지스터는 증폭 작용보단 스위칭 용도로 많이 사용되지만 증폭 작용도 중요하므로 꼭 숙지하시기 바랍니다!

사진이 흐린점 양해 부탁드립니다. 눈으로만 보지 마시고 직접 그려서 정리해보세요!

① R1 Bias 저항을 통해 항상 전압이 공급됨

② ①으로 인해 Ib 전류가 흐름

③ Ib 전류가 흐르면 Ic 전류가 흐르게 됨 => TR은 항상 동작하는 상태

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* TR B의 적은 전압 변화에 따라서 Vce 전압이 크게 변화하게됨으로 '증폭' 되었다고 한다.

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트랜지스터의 접지 방식

트랜지스터의 접지 방식에 따라 특징이 다르다.

(1) 에미터 접지 방식

특징

① 입력과 출력의 위상차 180도 (역위상)

② 전압 전류 증폭도가 크다.

③ 입출력 임피던스가 중간이다.

④ 임피던스 매칭이 쉬워 가장 많이 사용됨.

(2) 베이스 접지 방식

특징

① 입력과 출력의 위상차 0도 (동위상)

② 전압 증폭도가 크다.

③ 입력 임피던스는 낮고 출력 임피던스가 높다.

④ 출력 임피던스가 높고 차단 주파수가 높기 때문에 고주파 증폭단에 많이 사용한다.

⑤ 전류 증폭률 : 알파 = Ic / Ie = 99/10 = 0.99 (1보다 작다)

(3) 콜렉터 접지 방식

특징

① 입력과 출력의 위상차 0도 (동위상)

② 전류 증폭도가 크며, 전압 증폭도는 1 이하다.

③ 입력 임피던스는 높고 출력 임피던스가 낮다.

④ 출력 임피던스가 낮아 임피던스 매칭기로 많이 사용한다.

⑤ 에미터 플로워 증폭기라 하낟.

⑥ 100% 부궤환(NFB)이 걸려 안정도 및 충실도가 좋다.

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안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

오늘은 가장 많이 사용되는 트랜지스터(TR) 및 모스펫(MOSFET)에 대해 간단 사용 방법에 대해 설명드리겠습니다.

가장 많이 사용되는 스위칭 용도이므로 꼭! 알아두셔야 합니다.

회로를 설명하기 앞서

R, L, C 의 용도

R : 전압분배 역할에 사용되는 소자.

C, L : 에너지를 저장하는 소자.

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스위칭을 해주는 역할의 부품들

① TR

② MOSFET

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TR의 경우 데이터시트의 Turn-ON Voltage 확인하여 사용하면 됩니다.

Turn-on Voltage이 보통 0.7V 입니다. 0.7V가 베이스에 들어가야만 트랜지스터가 스위칭 역할로 사용이 된다는 것 입니다.

NPN Type의 TR은 N(콜렉터) P(베이스) N(에미터) 로 구성되어있고, PN(베이스-에미터) 구성이 다이오드와 동일합니다. (일반 다이오드는 0.6~0.7V, 쇼트키다이오드는 0.3V의 문턱전압이 필요합니다.)

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MOSFET의 경우 Threshold Voltage 확인하여 사용하면 된다.

Threshold Voltage이 보통 1V, 2V, 2.2V가 된다. 즉, 1V~2.2V정도 전압이 가해지면 MOSFET을 스위칭 역할로 사용 가능합니다. (부품마다 다르므로 데이터시트를 확인해보길 바랍니다)

빨간색 하트가 GPIO이고, 파란색캐릭터가 릴레이라고 생각해보자.

빨간색 하트가 출력일 경우 -> 저항 2개는 분배 역할을 하고, TR BASE부분에 전압이 인가된다.

-> TR은 스위칭 역할로 ON 되고 -> 전류가 흐를 수 있도록 만들어준다. 즉 릴레이가 구동된다는 것이다.

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12V 아래에 다이오드는 - 역기전력 방지.

맨 처음 코일은 에너지를 저장하는 소자라고 하였다. 동작을 하였을땐 12V가 흘러 에너지가 흐르고, OFF시 코일에 저장되어있는 에너지를 방출하여야 하므로 다이오드를 통해 방출시켜주는 것이다.

발광 다이오드는 TR이 동작함과 동시에 확인하기 위해 넣어뒀다. 릴레이 동작도 확인 가능하다.

위의 사진에서 TR이 ON 되었을때 GPIO_OUT의 전압이 몇V가 나오는지 확인 가능하다.

왼쪽의 사진에서 GPIO_IN으로 인해 TR이 ON 되면 오른쪽 회로와 동일해 진다고 보면 된다.

R321과 R322을 전압분배 법칙을 사용한다면 쉽게 구할 수 있다.

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{R322/(R321+R322)} * VCC = GPIO_OUT 전압값