전자부품의 기초지식
다이오드(Diode)
다이오드의 개요
다이오드란 전류를 한쪽 방향으로만 흘리는 반도체 부품이다. 반도체란 원래 이러한 성질을 가지고 있기 때문에 반도체라 부르는 것이다. 트랜지스터도 반도체이지만, 다이오드는 특히 이와 같은 한쪽 방향으로만 전류가 흐르도록 하는 것을 목적으로 하고 있다. 반도체의 재료는 실리콘(규소)이 많지만, 그 외에 게르마늄, 셀렌 등이 있다. 다이오드의 용도는 전원장치에서 교류전류를 직류전류로 바꾸는 정류기로서의 용도, 라디오의 고주파에서 신호를 꺼내는 검파용, 전류의 ON/OFF를 제어하는 스위칭 용도 등, 매우 광범위하게 사용되고 있다. 회로기호는
가 사용된다.
기호의 의미는 (애노드)
(캐소드)로 애노드측에서 캐소드측으로는 전류가 흐른다는 것을 나타내고 있다.
다이오드 중에는 단지 순방향으로 전류가 흐르는 성질을 이용하는 것 이외에, 다음과 같은 용도의 것이 흔히 사용된다.
정전압 다이오드(제너 다이오드): 회로 기호는
역방향으로 전압을 가했을 경우에 어떤 전압에서 안정하는 성질을 이용하여, 일정한 전압을 얻기 위해 사용한다.
발광 다이오드(LED): 회로 기호는
전류를 순방향으로 흘렸을 때에 발광하는 다이오드이다.
가변용량 다이오드(배리캡 또는 버랙터:varactor): 회로 기호는
전압을 역방향으로 가했을 경우에 다이오드가 가지고 있는 콘덴서 용량(접합용량)이 변화하는 것을 이용하여, 전압의 변화에 따라 발진주파수를 변화시키는 등의 용도에 사용한다. 역방향의 전압을 높이면 접합용량은 작아진다.
우측의 그래프는 다이오드의 특성을 나타낸 것이다. 순방향으로 전압을 가했을 경우, 약간의 전압에서도 순방향의 전류는 쉽게 흐른다는 것을 나타내고 있다. 순방향으로 흘릴 수 있는 전류는 다이오드에 따라 규정되어 있다. 그리고 통상적으로 사용하는 경우 다이오드 자체의 저항성분에 의해 강하하는 전압은 0.6∼1V(VF) 정도이다(실리콘 다이오드의 경우, 대략 0.6V). 여러 개의 다이오드를 직렬로 접속하여 사용하는 회로에서는 이 전압강하도 고려할 필요가 있다. 정류용으로 사용하는 경우, 순방향의 전류 허용값은 중요한 체크 포인트이다. 역방향으로 전압을 가했을 경우, 역방향 전류는 흐르기 어렵다는 것을 나타내고 있다. 역방향으로 가할 수 있는 전압은 다이오드의 종류에 따라 여러 가지가 있으므로 용도에 따라 선택한다. 그리고 역방향 전류는 매우 작어 수μA에서 수 mA이며, 다이오드의 종류에 따라 다르다. 정류용으로 사용하는 경우, 역방향의 전압 허용값은 중요한 체크 포인트이다.
정류용, 스위칭용, 전압 안정용 다이오드
다이오드에는 어느 한쪽의 리드선에 띠 모양의 마크가 붙어 있다. 이 표시가 캐소드측을 나타내고 있다. 사진의 경우, 우측에서 좌측으로는 전류가 흐르고, 좌측에서 우측으로는 전류가 흐르지 않게 된다. 사진에서 맨 위에 있는 것과 두 번째의 것은 전류의 정류용이다. 맨 위의 것이 6A의 전류가 흘릴 수 있는 것이고, 그 밑에 있는 것이 1A의 전류를 흘릴 수 있는 것이다. 이 전류값은 최대정격이므로, 실제 사용할 때에는 최대라도 70% 정도 사용하는 편이 무난하다. 세 번째의 적색을 띠고 있는 것은 1S1588이라 부르는 스위칭용 다이오드이다. 최대전류는 120mA이지만, ON/OFF의 전환을 고속으로 할 수 있기 때문에 스위칭용으로 사용되며, 디지털 회로에서 흔히 사용한다. 역방향 전압의 최대값은 30V로 되어 있다.
맨 아래에 있는 것은 제너 다이오드로 6V의 것이다. 역방향으로 전압을 가했을 경우, 약 6V에서 일정하게 되며, 입력전압을 더욱 높이려고 하면 다이오드를 흐르는 전류가 증가하고, 전압은 변하지 않는다(약간 변한다). 그러나 흘릴 수 있는 전류는 30mA 정도에서 파괴되므로 너무 흐르지 않도록 전류의 보호를 생각하지 않으면 안된다. 전원의 안정화에는 통상 3단자 레귤레이터를 사용하기 때문에 이 다이오드의 용도는 순간적인 과전압(너무 높지 않은 경우)으로부터 회로를 보호하는 용도 등에 사용한다. 3단자 레귤레이터는 내부에서 제너 다이오드를 사용하고 있다.
다이오드 브리지
교류전압을 직류전압으로 바꾸기 위해 정류용 다이오드를 사용한다. 하나의 다이오드에서는 반파정류(플러스와 마이너스가 교대로 변화하는 전압의 플러스측 또는 마이너스측 중에서 어느 한쪽만 사용한다)밖에 할 수 없지만, 다이오드를 4개 조합하면 전파정류를 할 수 있다. 4개를 조합한 것이 다이오드 브리지(diode bridge)이다.
좌측의 사진은 다이오드 브리지의 예이다. 우측에 있는 것은 1A의 다이오드 브리지로, 직경이 10mm, 높이가 7mm의 원주형으로 되어 있다. 사진의 좌측에 있는 것은 4A의 다이오드 브리지로, 평판 모양을 하고 있다. 폭 19mm, 높이 16mm, 두께 6mm이다.
우측의 사진은 대전력용 다이오드 브리지이다. 전류용량은 15A까지 흘릴 수 있다. 또, 역전압 내압도 400V이다. 중심에 나사를 통과시키는 구멍이 뚫어져 있으며, 이 정도의 전류용량이라면 방열을 하기 위해 금속판에 나사로 고정할 필요가 있다. 크기는 1변이 26mm, 모듈 부분의 높이가 10mm이다.
발광 다이오드(LED: Light Emited Diode)
발광 다이오드는 여러 종류가 있으므로 용도에 맞추어 선택할 수 있다. 주로 적색, 녹색이 많지만, 청색을 발광하는 LED도 있다. 우측에 나타낸 사진에서 맨 우측에 있는 LED는 하나의 LED에 적색과 녹색의 것이 함께 들어 있는 것이다. 리드(다리)가 3개 나와 있는데, 중앙에 있는 리드가 공통단자이고, 한쪽이 적색용, 다른 한쪽이 녹색용이다. 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. 테스터에 있어서 저항 측정 모드의 경우, 흑색 쪽에 플러스 전압이 나오고 있다.
발광 다이오드의 특이한 사용법으로 정전압을 얻기 위해 사용하는 경우도 있다. 발광 다이오드는 순방향의 전압강하(VF)가 거의 2V로 생각보다 일정하게 유지하고 있다.
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트랜지스터(Transistor)
트랜지스터의 개요
트랜지스터의 외관
트랜지스터의 외관은 여러 가지가 있지만, 여기서는 가장 일반적인 두 종류만 실었다.
사진에서 좌측의 트랜지스터는 2SC1815이라는 것으로, 디지털 회로에서 흔히 사용한다. 여러 용도에 사용할 수 있으므로 몇 개씩 낱개로 구입하기보다는 200개가 들어 있는 팩으로
구입하면 경제적이다. 사진에서 우측의 트랜지스터는 2SD880으로, 큰 전류를 취급하려는 경우에 사용한다.
전기적 특성은 각각 아래와 같다.
항 목 |
2SC1815 |
2SD880 |
VCEO(V) |
50 |
60 |
IC(mA) |
150 |
3A |
PC(mW) |
400 |
30W |
hFE |
70∼700 |
60∼300 |
fT(MHz) |
80 |
3 |
트랜지스터의 리드
트랜지스터의 종류에 따라 리드의 내용이 다르기 때문에 매뉴얼 등을 참조하여 확인할 필요가 있다.
2SC1815의 경우
품명이 인쇄되어 있는 평평한 면을 바라 보았을 때,
오른쪽 리드가 베이스 중앙의 리드가 컬렉터 왼쪽의 리드가 이미터
이다.
2SD880의 경우
품명이 인쇄되어 있는 면을 바라 보았을 때,
오른쪽 리드가 이미터 중앙의 리드가 컬렉터 왼쪽의 리드가 베이스
이며, 2SC1815와는 반대이다.
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저항기(Resistance)
저항기의 개요
- 저항기란 전류의 흐름을 억제하는(흐름을 곤란하게 하는) 기능을 가지고 있다.
회로도의 기호로는
으로 표시한다. 저항값의 단위는 ohm(Ω:옴)이 사용된다. 그리고, 1000Ω은 1kΩ(킬로옴), 1000kΩ은 1MΩ(메가옴)이라 부른다.
저항기는 크게 고정저항기와 가변저항기로 나누어진다(이에 대해서는 나중에 설명한다). 그리고 사용하는 재료에 따라 탄소계와 금속계로 분류된다.
저항기를 사용하는 경우에 중요한 포인트는 저항값은 물론이거니와, 정격전력, 저항값 오차가 있다. 정격전력이란 저항기가 견딜 수 있는 소비전력(W:와트)으로, 전력은 전류의 제곱(I2)×저항(R)으로 구할 수 있으며, 이 이하로 사용하지 않으면 저항기가 열을 발생하게 되고 결국 타버리는 경우도 흔히 있다. 전자회로에서 흔히 사용되는 것으로 1/8W, 1/4W, 1/2W 등이 있다. 전자회로의 신호회로(미약전류)에서는 너무 의식할 필요없이 1/8W로 충분하지만, 전원회로, 발광 다이오드의 전류제어용과 같은 저항기에는 생각보다 큰 전류가 흐르기 때문에 정격전력을 염두에 둘 필요가 있다.
정격전력
- 예를 들면 12V의 전원전압을 사용하고, 5V에서 동작하는 회로를 동작시키려는 경우를 생각해 보자. 이와 같은 경우, 보통은 3단자 레귤레이터 등을 사용하지만, 간단히 저항기만으로 전압을 떨어뜨리려고 한 경우, 저항기의 저항값 이외에, 정격전력도 계산해 둘 필요가 있다.
이때, 5V에서 동작하는 회로의 소비전류를 모르면 계산할 수 없다. 부품의 규격표로에서 조사하거나, 시험 삼아 회로를 만들어 테스터로 측정해 보는 방법 등으로 구한다. 여기서는 그 소비전류가 100mA였다고 하자. 저항값은 12V에서 5V로 낮추는 것이므로, 저항기에 7V가 걸릴 필요가 있기 때문에 7V÷0.1A=70Ω가 된다. 이 저항기에서의 소비전력은 70Ω×0.1A×0.1A(또는 7V×0.1A)=0.7W로 된다. 계산상으로 구해진 소비전력보다 여유가 있는 정격전력의 저항기를 선택한다. 이 경우 1W가 적당할 것으로 생각한다. 기본적으로는 소비전력의 2배 정도에 해당하는 정격전력의 저항기를 사용하는 편이 무난하다.
- 1/8W의 저항기로는 어느 정도의 전류를 취급할 수 있는지를 계산해 보면,
47kΩ 저항의 경우, √0.125W÷47KΩ=√2.66×10-6=1.63×10-3=1.63mA로 된다. 전자회로의 신호회로에서 47kΩ에 이러한 전류가 흐르는 경우는 드물다(흐를 때는 1.63mA×47kΩ으로 되어 76.6V가 걸리는 경우이다).
저항값
- 저항값의 표준에 대해서는 우리나라 KS 규격으로도 정해져 있지만, KS 규격은 그 대부분이 일본 JIS 규격을 모방하고 있으며, 실제로 업계에서는 JIS 규격을 훨씬 많이 이용하고 있다.
그래서 여기서도 JIS를 기준으로 설명한다. 저항값의 표준은 JIS C5001에서 E 표준 계열로 정해져 있다. 이것은 10을 대수적으로 몇 등분하여 정해져 있다.
- 예를 들면 E3의 경우, 10을 대수적으로 거의 3등분하여 [1], [2.2], [4.7], [10]으로 하고 있다.
E6의 경우는 [1], [1.5], [2.2], [3.3], [4.7], [6.8], [10]으로 된다. 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]으로 된다.
저항값이 언뜻 보기에 제각기 무질서한 값으로 보이는 것은 이와 같은 이유 때문이다. E 계열은 3, 6, 12 이외에 24, 48, 96, 192라는 계열이 있지만, 저항값으로는 통상은 E12 계열을 사용하고 있는 것 같다(특수한 경우에는 그 이상을 사용하는 경우도 있을 것이다). 저항값의 표시는 숫자로 인쇄하기 위해서는 부품이 작기 때문에 컬러코드(color code)라고 하는 색깔로 표시하고 있는 경우가 많은데, 1/2W 이하의 저항기은 대부분 컬러코드로 표시하게 때문에 컬러코드를 읽는 법도 꼭 알아 둘 필요가 있다(컬러코드를 읽는 방법은 나중에 설명한다).
고정저항기
- 고정저항기란 명칭과 같이 저항값이 고정된 것으로, 전자회로에 널리 사용된다.
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. 경험적으로는 아날로그 회로의 미소한 신호를 증폭하는 곳에는 가급적 금속계 저항기를 사용하고, 일반 디지털 회로에서는 저렴한 탄소계 저항기를 사용해도 잡음 때문에 고민하는 경우는 없었다.
- 저항기의 크기는 대개 아래 사진과 같이 되어 있다. 사실은 규격이 있겠지만, 실제 구입할 때는 크기를 보고 가늠하는 경우가 많기 때문에 구입시 가늠의 기준으로 생각하기 바란다.
사진의 상측부터
1/8W 1/4W 1/2W
의 저항기이다.
-
정격전력(W) |
굵기(mm) |
길이(mm) |
1/8 |
2 |
3 |
1/4 |
2 |
6 |
1/2 |
3 |
9 |
이 저항기는 저항 어레이라 부르는 것으로, 여러 개의 같은 값을 가진 저항기가 일체형으로 만들어져 있다. 각 저항기의 한쪽이 내부에서 접속되어 있는 것도 있다. 여러 개의 발광 다이오드 전류를 제어하는 경우 등, 실장 공간이 적게 해결되어 편리하다. 좌측 사진의 저항기는 8개의 저항기가 아래 좌측 그림과 같이 되어 있다. 단지 저항값만(470Ω이라는 식으로) 표시되어 있는 것은 이 타입이다. 9개의 리드(다리)가 있으며, 저항값의 인쇄면에서 보았을 때, 맨 좌측의 리드가 공통(common) 리드이다.
- 같은 모양이면서, 4S470Ω이라는 식으로 머리에 4S를 붙여 표시하고 있는 저항 어레이도 있다. 이 타입은 리드가 8개로 아래 그림의 우측과 같이 독립된 저항기가 4개 내장되어 있는 것이다. 이러한 저항기의 정격전력은 대략 1/8W 정도라고 생각된다.
사이즈는 9개의 리드가 있는 타입의 경우, 폭 23mm, 높이 5mm(검은 부분), 두께 1.8mm이며, 8개의 리드가 있는 타입은 폭 20mm, 높이 5mm, 두께 1.8mm였다.
-
금속피막 저항기
- 탄소계 저항기보다 오차가 적은 높은 정밀도의 저항값이 필요한 경우에 사용된다.
오차는 ±0.05% 정도의 것도 있지만, 일반적인 전자회로에서는 그다지 고정밀도가 요구되는 저항기는 사용되지 않으며, 고정밀도라고 해도 ±1% 정도의 저항기로 충분한 것 같다. 그리고 금속피막 저항기는 비싸기 때문에 꼭 필요한 경우에 부분적으로 사용하면 좋을 것이다. 금속피막 저항기의 저항체 재료는 Ni-Cr(nichrome) 등이 사용되고 있는 것 같다. 금속피막 저항기의 용도는 브리지 회로, 필터와 같이 저항값의 오차가 회로의 성능에 크게 영향을 미치는 경우, 그리고 아날로그의 잡음이 마음에 걸리는 회로 등에 사용한다.
-
사진의 상측부터
1/8W(저항값 오차 ±1%) 1/4W(저항값 오차 ±1%) 1W(저항값 오차 ±5%) 2W(저항값 오차 ±5%)
의 저항기이다.
-
금속피막저항기의 사이즈 기준
-
정격전력(W) |
굵기(mm) |
길이(mm) |
1/8 |
2 |
3 |
1/4 |
2 |
6 |
1 |
3.5 |
12 |
2 |
5 |
15 |
가변저항기
- 가변저항기는 일반적으로 볼륨(variable ohm)이라 부르는 경우도 많다. 라디오의 음량조정과 같이 용이하게 저항값을 바꿀 수 있는 것과, 전자회로에서 부품의 오차에 의한 동작 상태를 조정(adjust: ADJ)해야 하는 경우 등에 사용하는, 통상 저항값을 바꾸지 않는 반고정 저항기가 있다.
통상적인 가변저항기, 반고정 저항기는 회전할 수 있는 각도가 300도 정도이지만, 저항값을 세밀하게 조정하기 위해 기어(gear)를 조합하여 다회전(10∼25회 정도)시킬 수 있는 퍼텐쇼미터(potentiometer)라는 것도 있다.
사진의 우측에 있는 것은 음량조정과 같이, 저항값을 용이하게 바꿀 수 있는 가변저항기이다. 중앙에 있는 4개는 여러 가지 형태의 것이 있는데, 프린트 기판 등에 실장하는 반고정 가변저항기이다. 좌측에 있는 2개는 퍼텐쇼미터(potentiometer)라 부르는 것으로, 좌측에 있는 나사를 돌려 저항값을 변화시킨다. 퍼텐쇼미터의 형태는 이 사진과 같은 것 이외에, 맨 우측의 형태에 가까운 것도 있다. 용도에 따라 형상을 선택할 수 있다. 회로기호는
으로 표시한다.
수광소자(Cds)
- 빛에 의해 저항값이 변화하는 부품이 있다. 카드뮴을 사용한 것으로, 빛이 닿으면 저항값이 작아진다.
수광감도, 크기, 저항값 등에 따라 여러 종류가 있다.
-
사진과 같은 것은 원통형의 직경이 8mm, 높이가 4mm의 크기로, 빛이 닿지 않을 때에는 2MΩ 정도, 빛이 닿으면 200Ω 정도로 저항값이 변화한다. 빛이 닿는 강도에 따라 저항값이 변화한다. 이 Cds 소자는 자동차의 헤드라이트의 점등 확인 장치에도 사용되고 있다.
기타 저항기
- 탄소피막 저항기, 금속피막 저항기 이외에 흔히 사용되는 저항기의 종류로는 권선저항기가 있다.
권선저항기는 금속의 미세한 선을 재료로 사용한 것으로, 선의 길이를 조정함으로써 정밀한 저항값을 얻을 수 있다. 그리고 굵은 선재를 사용할 수 있어, 대전력용의 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 사용할 수 없다.
- 흔히 볼 수 있는 것으로는 저항기를 법랑으로 덮은 할로우(hollow) 저항기와, 세라믹 케이스에 삽입하여 특수한 시멘트로 굳힌 시멘트 저항기 등이 있다. 1∼2W부터 수십 W의 것까지 다양한 종류가 있다.
대전력용 저항기를 사용하는 경우, 다량의 열이 발생하기 때문에(저항기는 열에 견딜 수 있도록 되어 있지만, 열은 발생한다) 방열을 충분히 고려할 필요가 있다.
-
좌측의 사진은 할로우 저항기인데, 상측이 10W의 것으로, 굵기 13mm, 길이 45mm, 하측이 50W의 것으로, 굵기 29mm, 길이 75mm이다. 상측은 부착 고리를 붙인 상태이다. 절연하기 위해 애자로 된 구조로 되어 있다.
우측의 사진은 시멘트 저항기이며, 5W용으로, 폭 22mm, 길이 9mm, 높이 9mm이다.
컬러코드(color code)를 읽는 방법
색깔 |
수치 |
비 고 |
흑색 |
0 |
제1, 2, (3)숫자, 승수 |
갈색 |
1 |
제1, 2, (3)숫자, 승수, 오차 |
적색 |
2 |
제1, 2, (3)숫자, 승수, 오차 |
등색 |
3 |
제1, 2, (3)숫자, 승수 |
황색 |
4 |
제1, 2, (3)숫자, 승수 |
녹색 |
5 |
제1, 2, (3)숫자, 승수 |
청색 |
6 |
제1, 2, (3)숫자, 승수? |
자색 |
7 |
제1, 2, (3)숫자 |
회색 |
8 |
제1, 2, (3)숫자 |
백색 |
9 |
제1, 2, (3)숫자 |
금색 |
5% |
오차 |
은색 |
10% |
오차 |
전자부품의 기초지식
계전기(Relay)
계전기의 개요
계전기(릴레이)란 코일에 전류를 흘리면 자석이 되는 성질을 이용하고 있다. 코일이 전자석으로 되었을 때 철판을 끌어 당겨, 그 철판에 붙어 있는 스위치부의 접점을 닫거나 열기도 한다. 릴레이가 좋은 점은 전기적으로 독립된 회로를 연동시킬 수 있다는 점이다. 5V와 같은 저전압계로 구성된 회로의 동작에 의해 AC 100V계의 회로를 ON/OFF시키든가, 대전류의 회로를 ON/OFF시킬 수 있다. 릴레이는 기계적으로 접점을 닫거나 열기 때문에 일반적으로 고속 동작은 할 수 없다. (특수 용도로 고주파 릴레이라는 것도 있어 고속 동작이 가능한 릴레이도 있다)
릴레이도 여러 종류가 있으며, 코일에 가하는 전압(구동전압), 접점용량 등에 따라, 적절한 것을 선택할 필요가 있다.
계전기의 외관과 사용법
사진의 좌측에 있는 것은 코일의 구동전압이 DC 12V의 소형 릴레이로, 접점은 전기적으로 독립된 것이 2개 있다. 접점의 내압[접점이 열려 있을 때에 인가할 수 있는 전압으로, 이 이상 인가하면 스파크(spark:불꽃)가 발생하거나 접점이 눌어붙고 만다]과 접점의 허용전류는 알 수 없지만, 수백 mA는 흘릴 수 있을 것으로 생각한다.
사진의 우측에 있는 것은 AC 220/110V계 등을 제어할 수 있는 것으로, 구동전압이 DC 3V로 매우 낮지만, 접점의 내압은 교류의 경우 AC 125V, 전류 허용값은 1A, 직류의 경우에는 DC 30V, 2A로 되어 있다. 접점은 하나이다. 양쪽 모두 프린트 기판에 실장할 수 있는 구조로 되어 있으며, 리드도 0.1인치의 배수로 되고 있어, 유니버설 기판에도 탑재 가능하다.
크기는 좌측에 있는 것이 폭 19.5mm, 높이 10mm, 길이 10mm이다. 우측에 있는 것은 폭 20mm, 높이 15mm, 길이 11mm이다.
우측의 사진에 있는 것은 좀더 큰 전력을 취급할 수 있는 것이다. 구동전압은 DC 12V이고, 접점은 교류의 경우 AC 240V, 전류는 5A까지 제어할 수 있다. 직류의 경우는 DC 28V, 5A까지이며, 접점은 2개 있다. 이 타입은 프린트 기판에는 탑재할 수 없다. 별도로 판매되고 있는 소켓을 이용하여, 케이스 등에 비스로 고정한다. 크기는 폭 22mm, 높이 35mm, 길이 20mm이다.
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전자부품의 기초지식
집적회로(Integrated Circuit)
집적회로의 개요
집적회로(Integrated Circuit: IC)는 트랜지스터, 저항, 콘덴서류를 고밀도로 집적하여 패키지화한 것이다. 트랜지스터나, 저항기, 개별 부품을 단지 아주 소형화했다고 하는 것이 아니라, 반도체, 저항체를 사용하지만 그 구조는 부품 그 자체의 것과는 같지 않으며, 실리콘의 기판에 인쇄 기술을 구사하여 트랜지스터 기능이나 저항, 콘덴서 기능을 형성한 아주 고밀도화시킨 것이다. IC는 특수 용도를 포함하여 방대한 종류가 있다.
사진에서 좌측 위에 있는 것은 SN7400이라는 IC로, 2입력의 NAND 회로가 4개 내장되어 있다. 핀(pin) 수는 14핀으로 한쪽에 7핀씩 나열되어 있다. 이와 같은 형상의 IC를 DIP(Dual In Line Package)이라 부른다(DIL이라고 하는 경우도 있는 것 같다). 이에 대해 핀이 일렬로만 되어 있는 것을 SIP(Single In Line Package)라 부른다. 핀 수는 IC의 기능 등에 따라 다르며, 형상도 다양하다.
사진에서 좌측 아래에 있는 것은 14핀 DIP용의 IC 소켓이다. 교환할 필요가 없는 경우에는 IC를 직접 기판에 납땜해도 되지만, IC가 파괴되었을 때의 교환을 생각하면 IC 소켓을 사용하는 편이 문제가 발생했을 때, 쉽게 대처할 수 있어 편리하다. 시험 제작을 하는 경우, 만들고 부수는 일이 많기 때문에 IC 소켓을 사용하는 편이 좋을 것이다. 사진에서 우측 위에 있는 것은 소전력의 저주파 전력증폭용의 LM386N이다. 핀 수는 8핀이고, 최대출력은 660mW이다. 트랜지스터와 저항, 콘덴서를 사용하여 동등한 것을 만들려고 하는 경우에는 이렇게 작게 구성할 수 없으므로 IC의 간결하고 편리함을 알 수 있을 것이다.
사진에서 우측 아래에 있는 것은 TA7368P인데, 이것도 저주파 전력증폭용의 IC이며, 최대 1.1W의 출력을 낼 수 있다. 형상은 SIP 타입으로 9핀이다.
대표적인 IC의 사례
다음에 널리 사용되고 있는 대표적인 IC의 일례를 소개한다. 표 중에서, SN74 시리즈의 IC에는 74 다음에 LS라든가 HC라는 문자가 들어있는 것이 있다. LS(Lowpower Shotkey)는 저소비전력을 나타내고 있다. 그리고, HC는 COMS로 만들어지고 있는 것으로, 더욱 저소비전력이다. 참고로, SN7400과 비교해 보면 각각의 소비전력은 아래와 같다. (어느 것이나 소비전류가 많은 LOW 출력시이다)
SN7400 22mA SN74LS00 4.4mA SN74HC00 0.02mA
모든 종류의 IC에 LS라든가, HC라는 문자가 붙는 것은 아니다. SN7445 등은 노멀(bipolar 타입) 밖에 없다.
명 칭 |
기능 설명 |
전압(Vcc) |
핀 배치(Top View) |
비 고 |
SN74HC00 |
Quad 2 Input NAND |
+5V |
|
2입력의 NAND 회로가 4개 들어있다. |
SN74HC04 |
Hex Inverters |
+5V |
|
인버터 회로가 6개 들어있다. |
SN74LS42 |
BCD to DECIMAL Decoder |
+5V |
|
입력에 가한 2진 코드에 의해 선택된 출력이 L로 된다. |
SN7445 |
O.C.BDC to DECIMAL Decoder/Driver |
+5V |
|
7442의 open collector buffer 타입 출력단자의 최대 유입전류는 80mA |
SN74LS47 |
BCD to Segment Decoder/Driver |
+5V |
|
정면도
7세그먼트 LED의 드라이버 open collector 타입 출력내압:15V 6과 9의 표시
관련:74247 |
SN74HC73 |
Dual JK-FFs With Clear |
+5V |
|
JK 플립플롭을 2개 내장 |
SN74HC73 |
Dual JK-FFs With Clear |
+5V |
|
JK 플립플롭을 2개 내장 |
SN74LS90 |
Decade Counter |
+5V |
|
비동기 2진+5진 카운터 비동기 프리셋 9 비동기 클리어 관련 74290 74390 |
SN74HC93 |
4-Bit Binary Counter |
+5V |
|
비동기 2진+8진 카운터 |
SN74HC123 |
Dual Retriggaerable Single Shot |
+5V |
|
입력의 상승시점에서 Cext, Rext에 접속하는 C, R의 값에 따라 출력이 지속하는 single shot register |
SN74LS247 |
BCD to Segment Decoder/Driver |
+5V |
|
정면도
7447과 6과 9의 표시가 다른
|
SN74LS290 |
Decade Counter |
+5V |
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SN7490의 핀 레이아웃을 바꾼 타입 관련 7490 74390 |
SN74HC390 |
Dual Decade Counters |
+5V |
|
SN7490을 2회로 내장한 타입 단, 프리셋 9는 생략되어 있다. 관련 7490 74290 |
4040B |
12Bit Binary Counter(CMOS) |
+5V |
|
12 stage의 binary counter clear 기능을 가진다. 클록의 하강에지에서 카운트 |
4541B |
Progarammable Oscillator/Timer (CMOS) |
+5V |
|
16 stage의 programmable binary counter RC 발진회로, 파워, 리셋, 출력 컨트롤 회로로 구성. 컨트롤 단자에 의해, 8, 10, 13, 16비트의 탭 출력이 가능 |
NE555 |
타이머 |
+4.5∼+16V |
|
최대 동작주파수:500kHz 온도드리프트:0.005%/℃ 출력전류용량:200mA 지연시간 설정:수μs~수시간 |
LM386N-1 |
저주파 전력증폭기 |
+4∼12V |
|
최대 출력:660mW 부하:8~32Ω 제지시 회로전류:4mA |
LM386N-4 |
저주파 전력증폭기 |
+5∼18V |
|
최대출력:1.25W 부하:8∼32Ω 제지시 회로전류:4mA |
TA7368P |
저주파 전력증폭기 |
+2∼+10V |
|
최대출력:1.1W 부하:4∼16Ω |
7975 |
MULTI-MELODY (CMOS) |
+1.5∼+3V |
|
8곡을 내장한 멜로디 IC. 2가지 음원을 가지며 envelope 설정 가능 |
3단자 전압 레귤레이터
3단자 전압 레귤레이터를 사용함으로써 간단하게 IC 등에 사용하는 안정한 전압을 얻을 수 있다. 자동차에서 사용하는 경우, 전원으로는 +12∼+14V의 전압이므로, 직접 IC 등의 전원으로는 사용할 수 없다. 이와 같은 경우에는 3단자 레귤레이터로 필요로 하는 전압으로 변환하여 사용할 필요가 있다. 3단자 레귤레이터는 출력보다 높은 입력전압을 제어하여 입력보다 낮은 안정한 전압을 출력하기 위한 것이다. 입력전압보다 높은 출력전압은 얻어지지 않는다. 형상은 트랜지스터와 같은 모양을 하고 있다.
사진이 선명하지 못해 파악하기 어렵겠지만, 사진의 좌측에 있는 IC는 78L05라는 것이다. 크기는 트랜지스터의 2SC1815 등과 거의 같다. 출력은 +5V의 전압에서 전류는 100mA를 얻을 수 있다. 입력전압의 최대값은 +35V이다(메이커에 따라 다소 다를지도 모르지만). 사진의 우측에 있는 IC는 7805라는 것으로, 출력은 +5V의 전압에서 전류는 500mA∼1A를 얻을 수 있다(방열기의 부착 방법에 따라 달라진다). 입력전압의 최대값은 +35V 정도이다.
출력전압의 종류는 5V, 6V, 7V, 8V, 9V, 10V, 12V, 15V, 18V, 20V, 24V 등이 있다.
3단자 레귤레이터의 리드
메이커에 따라 리드선의 배치가 다르므로 모를 때는 매뉴얼을 살펴 볼 필요가 있다.
78L05의 경우
품명이 인쇄되어 있는 평평한 면을 바로 보았을 때, 오른쪽 리드가 입력 중앙의 리드가 어스(접지) 왼족의 리드가 출력
7805의 경우
품명이 인쇄되어 있는 면을 바라 보았을 때, 오른쪽 리드가 출력 중앙의 리드가 어스(접지) 왼쪽의 리드가 입력
이며, 78L05과는 반대이므로 주의할 필요가 있다.
|
");
}
else {
document.writeln(" ");
}
//-->
|
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