전원회로에 대해 알아봅시다 - 6 : 제너다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압 회로
제너다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압 회로에 대해 알아봅시다.
먼저, 정전압 회로 중 가장 간단하게 구성되는 제너다이오드를 이용한 정전압회로에 대해 알아보았는데,
"제너다이오드를 사용한 정전압 회로는 부하에 따라 부하전류의 변동폭이 매우 크게 변하므로,
부하전류의 변동이 적은 용도에서 제한적으로 사용하는 것이 좋답니다."라고 하였답니다.
제너다이오드를 이용한 정전압회로의 제한된 부하전류의 단점을 보완하기 위해 부하전류 용량을 증가시키기 위한
트랜지스터를 추가하여 회로를 구성한 것이 제너다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압 회로랍니다.
제너다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압회로는 병렬형과 직렬형으로 구성된답니다.
제어 트랜지스터가 부하와 직렬로 구성되면 직렬형, 병렬로 구성되면 병렬형이 된답니다.
직렬형은 병렬형에 비해 효율이 좋지만 과부하기 보호성이 없어 트랜지스터에 과부하가 걸리는 것는 단점이고,
병렬형은 과부하시 안정성은 좋지만, 회로의 출력전류가 적고, 부하가 변동하면 안정도가 떨어지는 단점이 있답니다.

병렬형

직렬형
여기서는 트랜지스터를 부하와 직렬로 연결한 제너다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압회로를 알아보기로 하는데, 이 회로의 특징은 정밀도는 좋지 않지만 입력전압 범위가 크고 부하전류가 큰 회로에 사용할 수 있는 가장 간단한
정전압 회로라고 할 수 있답니다.
이렇게 트랜지스터를 추가하여 부하와 직렬로 연결한 정전압 회로를 직렬형 정전압회로라고 한답니다.
회로 구성은 다음과 같답니다.

제너다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압 회로
회로 동작은 제너다이오드를 이용한 정전압회로와 동일하나, 트랜지스터에 의한 출력 전류 증폭을 살펴봐야 한답니다.
이회로의 특징은 제너다이오드를 교환하여 출력전압을 자유롭게 설정할 수 있답니다.
회로를 살펴보면 R1에 흐르는 전류는, 제너다이오드와 트랜지스터 베이스로 흐르게 되므로
IR1=Iz+Ib 가 된답니다.
트랜지스터를 통과한 출력은 제너전압에서 트랜지스터를 구동하기 위한 Vbe 값을 뺀값이 출력 전압이 되므로
Vout=Vz-Vbe 가 된답니다.
계속해서, 출력전류는 베이스에 흐르는 Ib와 트랜지스터의 증폭률 hfe에 의해 결정되므로
Iout=Ib*hfe가 된답니다.
트랜지스터의 허용 Watt는 출력은 Ptrmax=(Vinmax-Vout)*Ioutmax 이 되므로 이 값을 이용하여
트랜지스터는 허용 Watt 이내의 것을 사용하면 됩니다.
이상으로 제너다이오드와 트랜지스터를 이용한 정전압 회로에 대해 알아보았습니다.
다음은 제어형 정전압 회로에 대해 알아보겠습니다.