이놈의 트랜지스터란 무엇일까??
트랜지스터를 검색을 일단해보면 내용은 이렇습니다.
규소나 저마늄(게르마늄)으로 만들어진 반도체를 세 겹으로 접합하여 만든 전자회로구성요소이며 전류나 전압흐름을 조절하여 증폭, 스위치 역할을 한다. 가볍고 소비전력이 적어 진공관을 대체하여 대부분의 전자회로에 사용되며 이를 고밀도로 집적한 집적회로가 있다. 접합형 트랜지스터와 전기장 효과 트랜지스터로 구분한다.즉 결론은 반도체란 얘기인데요.종류도 굉장히 많습니다.그런데 왜 저렇게 여러종류로 TR을 만들어놨을까요?? 제 생각엔 일단 가장큰이유는 적은 전력을 필요로하는 곳에 굳이 큰전력을 필요하는 TR을 넣을 필요없기때문이 아닐까합니다.
회로를 짜고 만들어서 생산하는데 단가문제도 많이 있겠지요. 어쨋든 두번째는 회로가 구동하기위해서 좀더 빠른동작을 위해서라든가 혹은 큰전력을 만들려면 일단 중요한건 열인데 그 열을 견뎌낼수있는 부품을 차곡차곡 만들다 보닌까 부품의 종류가 많아 진듯합니다. 전자회로에 관심이 많고 좋아하시는분들은 알고계실겁니다. 초기 트랜지스터가 진공관이라는것을 ^^ 하지만 가격이 어마무시합니다.그럼 아무런 발전없이 모든회로에 진공관이 들어간다고했을때 복잡한회로에 진공관이 몇개나 꽂혀야할 까요???
그래도 진공관도 장점은 찾아보면 있을꺼에요.그럼 이제 TR에 대해서 공부해보아요.^^ TR은 몇가지 일을 시킬수있는데 그중하나가 스위칭역활이라고 위에 검색으로 찾아냈습니다. TR은 리드선이 세개가 있는데요.보통 TR을 정면으로 놓고 왼쪽부터 베이스 그담이 컬렉터 그리고 이미터로 나뉩니다. 기본적으로 이렇게 가는것도 많은데 중간에 베이스가 있는것도 있습니다. 회로만들때 꼭 어디가 베이스이고 어디가 컬렉터,이미터인지 알아야하는게 회로 만들때 안망치는일중 하나입니다.보통 컬렉터로 들어가는 전압 전류는 베이스에 들어가는 전압전류보다 크게 받아들입니다.
서점에서 파는 책을 보면 가장 예를 들어 많이 사용하는것이 수도꼭지를 예를 들어많이 사용합니다. 물이 들어가서 수도꼭지 출구부분으로 물이 나오게 되어있는데 물의 양을 조절하는게 주도 꼭지입니다. 물의 양을 조절하는게 수도꼭지면 TR을 봤을때는 베이스라고 생각하시면 됩니다.이제 기본적인건 알았으닌까 그담은 무엇을 알아야할까요? 간단합니다 이넘에 TR의 프로필만 알면 되겠습니다.프로필을 데이터시트라고 부르는데요 웹사이트에다가 TR의 넘버를 쓰고 데이터시트라고 검색하면 이넘의 프로필을 찾을수있습니다. 예를들어 TR의 넘버가 2sc1815라고 한다면 웹사이트에다가 2sc1815 데이터시트 이렇게 치면되겠지요??
위사진은 웹사이트에서 찾아서 가져온것인데요복잡해보입니다. 하지만 사실 우리가 회로를 만드는데 필요한것은 아까전에도 제가 말했듯이 베이스,컬렉터,이미터를 알면되구요 제일 중요한것은 맥시멈 래이팅이라고 해서 밑에 먼가가 짝 나열되어있는데요 제일 먼저 보아야할것이 컬렉터 전류 150mA 그리고 베이스 전류 50mA라는것을 보시면됩니다.
우리가 회로를 만들때 어떤 TR이 들어가는데 이넘에 TR이 견뎌낼수있는 허용전압과 전류치가 얼마나 되는지 알아야한다는거 잊지마세요. 그담이 컬렉터와 베이스 전압 60v 컬렉터 이미터 전압60v 이미터와 베이스 전압은 5v라고 허용전압이 나와있습니다.그리고collector power라고 적혀있는 곳 최대 전력은 400mW이고 견뎌낼수있는온도가 125도 온도가 영하권에서는 -50도 까지 견딘다고 적혀있는것입니다. TR이 작동할수있는 온도입니다.
이렇게 데이터시트를 본다음에 일단은 전압은 크게 신경쓰지마시고 제 가 이전에 말씀드린 저항을 이용해서 저항값으로 전류값을 계산해서 TR의 허용전류치를 맞추어서 회로를 만들면 되겠습니다. 그럼 위 사진을 보듯이 저 맥시멈허용치를 넘어가면 어떻게 될까요? 답은 하나일것입니다. 열이 많이 난다던가 고장난다던가 터지던가....저는 첨에 할때 많이 터트려 먹었습니다.
그리고 열이 100도 넘어가면 TR에서 스물스물 이상한 냄세가 납니다. 꼭 반도체들은 데이터 시트를 찾아서 확인하고 작업에 착수하시길바랍니다.트랜지스터 1부는 여기까만 포스팅하겠습니다. 담에는 트랜지스터를 이용한 회로를 보면서 설명드리고 좀더 트랜지스터의 기능에대해서 알아보겠습니다.
기본적으로 LED깜빡이를 만들때 혹은 간단한 구형파를 만들때 많이 쓰이는 비안정바이브레이터회로 인데요 왜 비안정인지 왜 바이브레이터라고 하는지설명을 해보도록하겠습니다.
그리고 트랜지스터1부에 이어 설명을 더 해보겠습니다.위 이미지는 비안정멀티바이브레이터란 회로입니다. 비안정이란 말은
안정된 회로가 아니다란 말같고 멀티바이브레이터란 다양하나 진동이라고 해석해야하나요?????? 사실 전자회로 기초 서적을
보면 제목에 비안정멀티바이브레이터 혹은 LED 깜빡이회로 뭐 이런식으로 쓰여있습니다. 그리고 자잘한 설명들이 많이 나와있습니다.
일단은 우리는 트랜지스터의 역활을 알아보기위해 위 이미지를 올렸는데요차근차근 저 회로 구동이 어떻게 되는건지 볼께요. 첫번째 전원
플러스에서 전압과 전류가 흘러나갑니다. 그럼 가장먼저 전압과 전류를 만나는곳은 저항입니다. 저항들이 되겠습니다.저항을 통해
전류전압이 분배가 되고 R1,R2는 트랜지스터에 베이스부분에 전원이 들어갑니다.그리고 양사이드에 있는 저항은 LED를 통해
트랜지스터 컬렉터부분에 전원이 들어가게 됩니다.LED 그림을 보면 다이오드표시와 동그랗게 그려져있습니다.
발광다이오드라고 하는데
빛을 내는 반도체소자라고 보면됩니다. 저기서 중요한건 콘덴서(C1,C2)입니다. 저 표시는 전해콘덴서라고하는데요 극성이
있는콘덴서입니다. 그리고 마지막으로 두 트랜지스터의 이미터를 통해 전원의 마이너스쪽으로 전기가 흘러드러갑니다. 저기서 극성이
있는콘덴서가 중요한거는 트랜지스터의 기능중에 하나 스위칭을 시키기 위해서 저렇게 전해콘덴서가 들어가있는겁니다. 저렇게 극성이 있는
콘덴서 특징이 전기가 어느일정치가 충전됬을때 부하(LED)가 걸려있으면 방전할려고 전원이 콘덴서의 플러스부분에서 전기가
나옵니다.
아까전에 전원전압이 저항을 통해 트랜지스 베이스부분에 흘러드러간다고 했습니다. 하지만 저렇게 콘덴서의 마이너스부분을 위
이미지처럼 되어있다면 콘덴서 마이너스부분과 트랜지스터 베이스부분에 동시에 전기가 흘러드러갑니다. 그리고 콘덴서가 충전됨에따라
잠시동안 베이스로 흘러드러가는 전원을 콘덴서 마이너스 부분이 전원을 끊어버리고 콘덴서의 마이너스부분이 트랜지스터의 베이스부분으로
전기가 흘러간다고 생각하시면 편할것같습니다. 그러므로 양사이드에 있는 LED가 잠시 불이들어왔다가 꺼지게되는것이라고 저는 생각이
듭니다.실제로 저회를 꾸며서 전원인가를 하게되면 양사이드에 있는 LED가 동시에 깜빡이지 않고 서로 번갈아가면서 깜빡입니다.
나중에 저 회로를 기판에 꾸며서 확인해보세요. 위 이미지를 보고 이미지를 반을 나눠서 보면 부속들이 똑같습니다. 그럼 동시에
LED가 깜빡여야하지 않느냐라는 의문이 생깁니다. 왜 동시에 LED가 깜빡이지않고 서로 번갈아가면서 깜빡일까요??? 그래서
비안정이라고 하는걸까요?? 그리고 TR의 컬렉터부분과 전원마이너스부분에 오실로스코프라는 장비의 프로브를 대고 화면을보면 구형파가
발생하는것을 알수있을것입니다.
그래서 바이브래이터라고 하는것일걸까요???그리고 저 회로를 반을 나눠 전원을 인가하면 과연
LED가 깜빡깜빡할까요? 그냥 LED가 불이 들어와있는 상태가 이어질거라고 생각이듭니다.아마도 위 이미지처럼 똑같은 부품이 저렇게
나열되어있지않으면 구형파가 발생하지 않기때문에 비안정바이레이터라고 제목을 지어놓은게 아닌가 싶습니다.정리를 해보면 TR의 역활은
스위칭 작용을한다.단 콘덴서가 있어야한다. TR혼자서는 절대로 스위칭작용을 못합니다. 그리고 또 하나는 증폭작용이 있는데
두개이상의 TR을 서로 연결하면 전류증폭을 합니다. 대략이런게 있다고만 알아둡시다. 또한 저회로를 이용해서 인버터라는것도 만들수있습니다.다만 시중에파는 인버터처럼 큰전력을 만들수있는 한계는 있겠습니다.그리고 저런 회로를 잘 이용한다면 무선전력송신기도 만들수있습니다.
