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DIY PACK SELF LEARNING – TALKS

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트랜지스터 데이터시트 보는 방법

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audioPUB
Date
2023-05-02 19:45
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133
1번
에피택셜 웨이퍼(Epitaxial Wafer) 공정으로 만들었다고 자랑하고 있습니다. 플래나(Planar)는 평면형이라는 뜻이고 Epitaxial은 점증, 성형한다는 뜻이므로 기본 웨이퍼(반도체 판)에 N형, P형 속성을 점증, 성장시킨다는 의미가 되고... 제작 공정을 적시한 문구로 보는 게 좋겠습니다. 사실, 다 그렇게 만들고 있으니까 딱히 강조할 것은 없고요.

2번
정면도가 보입니다. 맨 왼쪽 리드가 #1이고, 아래쪽을 보면 Emitter, Collector, Base를 순서대로 정의해 놓았습니다. 이것만 보면 굳이 부품을 테스트하지 않고 좌에서, 우로 핀을 할당하고 사용하면 되겠고요.

3번
DC Current Gain은 직류 전류를 어찌어찌 흘렸을 때, 베이스 직류 전류를 기준으로 콜렉터 전류가 어떻게 변하는가를 표시합니다. 보완 콘텐츠에서 1:100, 1:50으로 설명한 내용과 같다고 생각하시면 되고 흔히 언급하는 "이 트랜지스터는 몇 배를 증폭하는 것입니다"에 해당하는 수치입니다.

그런데, 같은 형번의 트랜지스터일지라도 뒤에 붙는 어떤 문자에 의해서 등급에 차이가 납니다. 예를 들어 알파벳 O가 붙으면 70~140 정도, Y가 붙으면 120~240 정도... 그런 식이지요.

DIY PACK.1에 담긴 KTC3202의 두 번째 줄에 'Y021'이라고 적혀있습니다. Y가 그 등급입니다. 021은 제조사가 관리하는 정보이고요. 생산 로트 번호이겠지요. 그 Key 값으로 자신들의 데이터베이스를 조회하면 관리정보가 쭉~ 나오게 됩니다.



4번
상온인 25도를 기준으로 최대치를 적어 놓았습니다. 왜냐하면, 반도체는 온도에 대단히 민감해서 30도, 50도에서는 더 큰 수치가 나올 수 있습니다. 한계치를 넘는 고온, 매우 낮은 온도에서는 오작동하기도 하고요. 그래서 그런 특수한 용도로는, 밀리터리 등급이나 더 특별한 스펙의 트랜지스터를 사용합니다. 그런 것 주문하면 미국 관계자가 의심의 눈초리로 바라보지요. 테러범이 로켓 만드는데 쓸 수 있으니까요.

"가장 높은 값인 Collector-Base Voltage 35V를 최대 동작 전압으로 봐야 하는지요?"라는 질문에 대해서는,

다음과 같은 표준형 결선 구조를 대상으로 한다면, Collector-Emitter 전압을 기준으로 MAX. 30V로 보는 게 맞습니다.


(▲ 콜렉터와 에미터는 메인 수도관입니다. 이 트랜지스터는... 조건이 된다면, B+에서 GND까지 최대 전류를 흘릴 수 있습니다. 베이스는 메인 수도관의 물 흐름을 제어하는 수도꼭지이고 그것의 열림을 결정하는 것은 왼쪽의 저항입니다. 왼쪽 저항이 0오움이면 어떻게 될까요? 최대 베이스 전류 → 최대 수도물이 되고 결국에는 소자가 망가질 것입니다. 한편으로... 흔히 트랜지스터 베이스와 에미터 사이 전압은 0.7V이어야 한다고 했습니다. 그것이 V_EBO입니다. V_BE라고 줄여서 써도 됩니다. 스펙 상 5V까지로 되어 있는데 그것은, 어떤 회로에서 어떤 극한 상황까지 버틸 수 있다 정도로 이해하는 게 좋을 것 같습니다)

나머지 정보를 제공하는 이유는 개별 회로 구성에 따라서 그러니까 어떤 리드 조합에 맞는 최대치를 알 필요가 있기 때문입니다.

5번
보통 앰프를 만들거나 할 때는 별로 중요하지 않지만, AM 라디오(튜너)를 만들 때, FM 라디오(튜너)를 만들 때는 대단히 중요합니다. 이 수치를 넘어가는 주파수를 다룰 수 없다는 뜻이니까요. AM은 700Khz, 1600Khz 정도이지만, FM은 90Mhz, 100Mhz가 넘어갑니다. 이 조건을 확인하지 않고 부품 교환을 하면 FM 소리가 안 들릴 것이지요?

20~20Khz 취급하는 인티앰프를 만드는데 300Mhz, 500Mhz, 1Ghz짜리 트랜지스터를 쓸 필요는 없습니다. 500Mhz를 취급할 수 있고 20W쯤 되는 전력을 핸들링하는 트랜지스터 즉, RF 송출용 트랜지스터는 상대적으로 매우 비쌉니다.

6번
흔히 트랜지스터를 선별하거나 대체품을 구할 때는 이 스펙을 살펴보는 게 좋습니다. 30V 이하 전압에서 쓸 수 있고 메인 수도관의 물 흐름에 해당하는 <콜렉터 to 에미터 전류>의 한계는 500mA까지이군요.

7번은 실수로... 네. 8번입니다.
일반적인 목적으로 쓴다는, 사실은 매우 모호한 이야기를 적어 놓았습니다. 일반 목적이 무엇인지는 아무도 모르니까요. 한편으로, 범용으로 쓸 만큼 무난한 스펙을 갖고 있는 것이 됩니다.

그렇다면, 특수 트랜지스터라면 전혀 다른 문구가 적혀있겠지요? 네. Radio Frequency 등 특정한 단어가 나오게 됩니다.
Total 2

  • 2023-05-06 18:40

    잘 사용하던 노트북이 멈춰버려서 4주차 작업도 다 멈춰버렸네요.

    데스크탑을 구매해서 세팅하는데 시간이 걸렸습니다.

    오래되면 고장나기 마련이지만

    노트북은 어찌어찌 고쳐서 사용할 수는 없네요 ㅠㅠ

    datasheet의 상세한 설명 너무 감사드립니다.

    KTC3202의 경우

    1. 최대 동작 전압은 수도관 Collector-Emitter Voltage의 30V

    2. 증폭능력은 Y 값을 적용하여 120~240배를 적용하면 되는데 기준값을 Features의 V(CE)=6V로 보고 6V*120~240=720~1440V일까요?
    아니면 베이스 직류 전류 대비 직류 전류 이득으로 120~240배로 적는게 맞는 답일까요?


  • 2023-05-06 21:40

    아휴... 안경도 그랬는데, 컴퓨터까지... 고생하셨네요.

    1. 최대 동작 전압은 수도관 Collector-Emitter Voltage의 30V

    트랜지스터를 어떻게 배치하느냐에 따라서 다른 항목들이 중요해질 수도 있지만, 그림에 예시된 것과 같은 흔히 쓰는 구조에서는... 네. 그렇습니다. 크기가 곧 에너지 취급 능력이라고 보셔도 무방할 것입니다. 덩치가 큰 그대로, 대출력 트랜지스터는 60V, 100V, 150V... 그렇게 훌쩍 넘어갑니다.

    2. 증폭능력은 Y 값을 적용하여 120~240배를 적용하면 되는데 기준값을 Features의 V(CE)=6V로 보고 6V*120~240=720~1440V일까요? 아니면 베이스 직류 전류 대비 직류 전류 이득으로 120~240배로 적는게 맞는 답일까요?

    후자가 맞습니다. 120~240이라는 것은 상황에 따라 달라지기 때문에 가변 범위를 정한 것이고 전류-전압의 상관 관계는 단일한 특성으로 나오지 않습니다. 그것은 어떤 장비를 이용해서 계측합니다. DIY PACK.1 매뉴얼 등에서는 그냥 100 또는 50이라는 수치를 썼습니다.

    예시된 사용법에서, 흔히 <동작전압>으로 언급하는 V_CE가 6V인 것과 직류전류증폭도(흔히 hFE로 표기)의 상관 관계는 직접적이지 않습니다. 두 항목은 각기 다른 상황을 이야기하는 것으로 정리하는 게 좋을 듯하고요.

    그리하여 테스트 회로의 동작 전압(= V_CE)를 6V를 쓰든, 12V를 쓰든, 30V 이하면 되고 한편으로 트랜지스터의 증폭도를 120배~240배로 보면 되는 것이지요. 재차 적습니다만, 증폭도는 어떤 조건에 따라 달라지니까 평균값 100과 50을 사용했습니다.

    이상을 더 간단하게 정리하면,

    1) 최대 30V 전압 이내에서 써야 한다는 사실을 확인
    2) 전류는 최대 **을 흘릴 수 있는 것을 확인
    3) 간단하게 바이어스를 걸 때 베이스 전류는 120~240배를 가지고 계산한다는 준칙. 그런데 그 값이 가변적이고 마침 장비가 없어서 정확하게 알 수 없으니까 100 또는 50으로 간략 설계했다는 사실
    4) 메인 수도관에 얼마만큼의 전류를 흘릴까? 증폭도를 가지고 계산하면 베이스에 얼마만큼의 전류가 흐를까? 두 가지를 단계별로 검토

    네 가지만 기억해두시면 어떨까 합니다.

    DIY PACK.1에서 보게 되는 일반 저항 하나를 쓰는 것은 트랜지스터를 동작시키기 위한 최소한입니다. 더 다양한 방법으로 그리고 일반 저항을 여러 개 쓰면서 회로를 구성합니다. 그런데 밑바닥의 본질은 트랜지스터 하나, 베이스에 연결된 일반저항 하나입니다.


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