다이오드의 고장 수리방법(1)에 이어서 이번엔 다이오드 고장 수리법과 데이터시트 보는 방법을 알아보자. 다이오드의 고장 수리법 MET (Maintenance of Electronic Technology) www.met.kr 김영삼 2. 다이오드의 고장 수리법 아래 그림은 일반 다이오드와 제너다이오드의 특성곡선 이다. 이 소자는 항상 역방향으로 연결해서 사용한다. 일반 다이오드를 점검할때 DVM(디지털 멀티미터)로 0.5~0.7V 가 표시되면 정상이라고 판단. 제너다이오드를 측정하기 위해서는 V-I곡선을 볼수있는장비 (http://blog.naver.com/ysmhyj/221071718101)를 이용하여 다이오드를 점검할때 DVM으로는 미세한 특성변화는 알기가 어려우나 V-I 계측장비로는 확연히 볼수있다. V-I곡선으로 다이오드를 보면 고장의 20%정도는 내부의 절연파괴에의한 저항성분의 증가곡선이다. 미세할때는 도저히 알수없으며 또한 회로상에서 전류가 많이 흐르면, 반도체 다이오드는 내부저항 때문에 열이 난다. 열이 많이나면? 타버린다. 회로를 설계할 때 특히 주의해야한다. 잘 돌아가다가 문제가 발생한 회로에서 제일 먼저 해보는 것이, 반도체 소자들 중에 뜨거운 것이 없는가 살펴보는
이유도  3. Datasheet 보는방법 진정 엔지니어가 되려면 데이터시트와 친숙 해져야 한다. 그 누구의 말보다 데이터시트(메뉴얼)가 스승이다. 영어도 공부 해야되고... 이해도 잘 않되고... 너무 실망하거나 답답해 하지는 말기 바란다. 자주 접하다보면 나름대로 읽는 법을 터득하게 되니까~ 데이터시트란, 각 전자부품의 사용설명서다. 회로개발/수리 할때 고려해야 할 것들이 들어있는 설명서. 전자 제품을 사면 함께 들어있는 설명서처럼 데이터시트도 제조사에 따라 그 형식과 내용이 조금씩 다르다. 데이터시트는 원래 제조사에서 본인들의 제품(IC 등)을 팔기위해 사용자들에게 알려주던 자료를 책으로 만들어서 무료로 배포해 주던 것이다. (요즘은 이 데이터시트도 유로로 제공하는 싸이트가 있다.) 근래는 인터넷이 발달하면서, 제조사의 홈페이지에서 전자문서 형태로 제공하는 데이터시트를 쉽게 구할 수 있다. 20여년 전 데이터시트 구하느라 대리점과 청계천 다닐때가 생각난다. 그땐 구하기도 힘들었고 책 한권 구하고 나면 난 배가 불렸다.
- 파는 곳에 가서 복사한다? 인터넷에서 못 찾거나 접속이 여의치 않다면, 원하는 소자를 파는 곳(전자상가나 대리점 등)에 가서 복사한다. - 인터넷 전자부품 검색 사이트를 활용한다. 실제로 회로개발(수리)자들은 각 제조사의 전자부품을 종류별로 묶어서 검색하기 쉽게 만든 소자검색 포털사이트를 많이 이용한다. 인터넷으로 같이 한번 찾아보자. 우리가 오늘 살펴볼 데이터시트는 (ex:구글 등...)검색창에 부품번호 또는 명칭 등을 넣으면 금방 찾아준다. 한번 직접 해보기 바란다. 여기에 "1N4148"을 써넣고 "Go"를 클릭한다. 잠시후에, 화면에 검색결과를 보여준다. PDF 파일을 누르면 바로 보여준다. 물론, 가끔 안되는 것도 있지만... 1N4148의 데이터시트를 다운로드 했으면, 이제 데이터시트를 한 부 인쇄해서 옆에 놓고 같이 살펴보자. <주의> pdf형식의 문서를 읽으려면 Acrobat Reader 라는 프로그램이 필요하다.
큰 맘 먹고 데이터시트를 한 번 살펴보려니깐, 그렇다. 내가 본 데이터시트는 100% 영어로 씌어있다. 영어에 자신없는 사람들은 힘들겠지만 우선은 천천히 사전 찾아가면서 볼 수 밖에 없다. 주로 쓰는 용어에 익숙해지면, 중요한 특성이 정리된 표는 한 눈에 알아볼 수 있다. 중요한 부분만 한 번씩 훓어보기로 하자.
맨 앞에 큰 글씨로 우리가 찾는 소자의 모델번호가 적혀있다. 근데...우리가 찾은 것은 1N4148인데 물론, 눈치빠른 사람은 알겠지만, 데이터시트는 하나의 소자에 대해서만 달랑 적어놓은 것들도 많지만, 이것처럼 하나의 데이터시트에 여러개를 동시에 담아놓은 것도 많다. 특히 다른 특성은 비슷한데 한 두 가지 차이가 이경우는, 1N914, 1N914A, 1N914B, FDLL914, FDLL914A, FDLL914B / 1N916, 1N916A, 1N916B, FDLL916, FDLL916A, FDLL916B / 1N4148, FDLL4147 / 1N4448, FDLL4448 이라는 소자들은 모두 이 데이터시트를 보라는 것이다. 결국 종류별로 나누어보면, 1N... 형과 FDLL...형 두가지가 있다는 말 이렸다. (1N은 접합면이 1개임) 근데, 그림을 보면 리드선이 붙어있는 보통 다이오우드 모양과 양쪽 끝에 리드선이 없고 매끈한 전극으로만 되어있는 것이 있다. 이중에 리드선이 없는 모양의 소자에 FDLL이라는 이름을 이 회사에서 붙인거다.
4개의 다이오우드를 기본으로 해서 부분적인 특성을 개량한 것들에 대해서 뒤에 A나 B같은 영문을 붙여서 1N914A 와 같이 쓰는 것이고, 형태가 다른 것은 1N 대신에 FDLL이라는 것을 쓴다는 것을 알 수 있다. 적은 것은 제작사에서 붙인 애칭같은 것이다. 애칭이 뭐라고 붙었건, 설계자는 표에 드러난 특성을 제대로 보고 선택해야 하겠다. 조금뒤에 이 소자의 특성을 살펴보면서 이 소자에 왜 그런 이름을 붙였는지 알아보자.
소자를 선택할 때 가장 먼저 확인해야 하는 것이 바로 최대 정격이다. 이 소자가 감당할 수 있는 전압, 전류 범위와 버틸 수 있는 소자온도 (반도체는 전류가 흐를 때 열이 많이 나는 편이라 늘 문제가 된다.) 범위 뭐 이런 것들이 나온다. 다이오우드가 원래 순방향전류는 흘려보내고 역방향 전류는 차단하는 것이 기본동작이니깐, 순방향으로 전압 얼마까지 전류 얼마까지 흘려보낼 수 있고, 역방향으로 전압 얼마까지 버텨주는가 하는 것이 가장 중요하겠다. ○maximum (최대) repetitive(반복) reverse(역방향) voltage(전압) ○average (평균) rectified(정류) forward(순방향) current(전류) ○Non-repetitive(단일한)forward(순방향)surge(불쑥 유입되는큰)crrent(전류) 최대치, 단 반복적인 과도성 전류 제외 ○storage(저장) temperature(온도) range(범위) ○operting(작동) junction(접합) temperature (온도) SCHOTTKY BARRIER RECTIFIER 의 경우 반도체와 BARRIER METAL 의 접촉면상에서 발생하는 온도. DIODE의 안전성에 가장 중요함. 제대로 된 동작을 보장 못한다 함은 쓰지 말라는 뜻이다. 그러니깐 다이오우드를 고를 때, 어떤 회로에 쓸 것인가를 파악하고 있어야 한다. 정격 값만 볼 때, 이 다이오우드는 전열기의 전원회로같은데 쓰기에는 정격전류의 값이 한참 낮다는 것을 알 수 있다. 평균적으로 200 mA가 최대정격이니깐. 그래서, 이 회사에서는 '소전류신호용'이라는 이름을 붙였고, 저 위에서 "small signal diode" 라는 이름을 발견할 수 있었던 것이다. 보통 최대정격의 반값이나 3분의 1 값 이하에서 회로가 작동하도록 하는 것이 일반적이다. 다시 말하자면, 회로에서 발생가능한 전압이 최고 100 V 이면 정격은 200 V에서 300 V사이의 것을 고른다는 말이다. 앞에서도 살짝 언급했지만, 반도체들은 모두 열특성을 표시하고 있다. 그 이유는 반도체들은 회로작동시 열이 발생하고 그 열이 너무 많이 나면 못쓰게 되기 때문이다. 위의 최대정격에서는 한계온도를 표시하고 있는데, 그렇다면 어떤 상태에서 열이 얼마나 나게 되는지를 알 필요가 있겠다. ○Power(전력)
dissipation(소모), (최대) 소비전력 이것은 그냥 아무 회로에서나 항상 이 정도를 소모한다는 것이 아니라, 일종의 '정격'같은 거다. 500 mW 까지 소모할 수 있다는 거다. 그러니깐 회로를 구성할 때, 그 이하의 상태를 유지하도록 해야한다. ○Thermal resistance junction to ambient (접합부 열저항) 다이오우드의 내부(접합부) 온도는 100℃가 올라간다는 뜻이다. 위의 두가지를 조합해보면, 500 mW 까지 소비할 수 있으니깐 500 mW × 100℃/300mW = 최대 167℃ 까지 온도가 올라갈 수 있다는 말이된다. 여기에, 기본실내온도(보통 18℃)를 더하면 정격에서 제시한 175℃ 까지 버틸 수 있다는 말이 된다. 즉, 최대 정격에서 제시한 온도와 같아진다. 결국, 그 말이 그 말이다. 근데, 회로구성에서는 전류, 전압 값을 알 수 있으니깐 "전력=전류×전압" 값을 기준으로 하면 편리할 때가 많다. 예)를 들어, 어떤 회로에서 이 다이오우드로 전류가 200 mA까지 흐를 수 있다고 하고, 그 때의 양단전압이 0.8 V가 된다고 하면, 최대 소비전력은 160 mW가 된다. 따라서, 500 mW 까지 버틸 수 있는 이 다이오우드를 써도 열때문에 문제가 생기는 일은 거의 없게 된다. (500mW의 반은 250 mW이고, 회로에서의 최대값이 반보다 작은 값이 되므로 일단 열특성은 통과!) - 전기적 특성 Electrical
Characteristics 이제 전기적 특성을 살펴보자. 앞부분까지는 사용의 범위를 정해주는 것이었고, 이 부분이 실제로 이 다이오우드가 어떤 동작을 하게 되는가 하는 데 대한 본론이다. 이 부분을 참고하면 이해하기 좋을 것이다. ○Break down voltage 항복전압 VR : 역방향 전류를 차단하는 데도 한계가 있다고. 그 한계치를 말하는 것이다. 제너다이오우드에서는 이 전압을 이용하기 때문에 별도로 VZ라는 이름을 사용하지만. 이 항복전압도 언제나 고정되어 있는 것은 아니고, 다이오우드에 흐르게 되는 전류에 따라 항복전압도 달라지기 때문에 대표적인 두 가지 경우에 대해서만 표에 그려두어 경향을 알도록 해놓았다. 전류값이 떨어지면 항복전압도 낮아진다는 것만 알 수 있도록. 더 세밀하게 알고 싶으면 그 아래 그래프를 참고해야 한다.
○Forward voltage 순방향 전압(강하) VF : 순방향 전압강하 값이야 말로, 그 다이오우드의 특성을 대표하는 값이라고 할 수 있다. 1N914(A/B)나 1N4148(A/B) 등 이름이 다른 것들은, 다른 특성은 같지만 이 값이 다르기 때문에 이름을 다르게 했다는 것을 이표를 보고 알 수 있다. 우리는 1N4148에 해당하는 것만 읽어야 한다.
On/Off 스위치로서만 사용하는 경우에는 입력과 출력신호의 전압변동이 작도록, 전압강하가 낮은 것을 선택해야 하겠지만, 잡음차단이나 여타 용도의 경우에는 원하는 값의 다이오우드를 선택해야 할 것이다.
이런 것들은, 초보자에겐 아직 그리 중요한 내용은 아니다. 하지만, 고주파회로나 정밀계측회로와 같이 특수한 기능을 하거나 정밀한 작동을 요구하는 경우에는 반드시 확인해야 하는 특성들이다. - 표에서 찾을 수 없는 값은? 데이터시트에 없는 특성은? 표에는 대표적인 한 두 경우에 대해서만 실어놓는다. 따라서, 그 사이값에 대한 정보는 그래프를 보아야 한다. 자기가 원하는 그래프인지는 X축과 Y축에 무엇이 나와 있는지를 보고 알수 있어야겠지만 정 불안하면, 표에 나와있는 값 근처로 회로를 구성하는 것도 한 방법이겠지만, 나중에는 결국 그래프를 볼 수 있어야 할 것이다. 하지만, 일반적인 용도로 사용하면서 그래프까지 봐야만 해결되는 문제는 그리 많지는 않을 것이다. 표에 없는 것은 그래프로 본다지만, 데이터시트에 아예 없는 특성들이 필요할 때는 어떻게 할까?
제작사에 문의를 하거나, 직접 측정해보는 방법 등이 있겠다. 일단은 무조건 믿어야 한다. 하지만, 이 말이 오타나 다른 잘못이 없을것이라는 뜻은 아니다. 일단은 그것을 믿고 소자선택에 참고하라는 뜻이다. 하지만, 회로를 구성해놓고 나서 아무리 봐도 다른 것이 문제가 없다면, 마지막으로 데이터시트가 잘못되어 있을지도 모른다는 의심을 할 수 있다. 회로 설계에 도저히 틀린 것이 발견되지 않지만 해결이 되지 않을 때, 그 때 의심하는 것이 순서다. 일단은 100% 믿어야 한다. 당사 데이터북 책장 입니다. |
하드 다이오드 고장 수리 방법
저작권 © 2024 ko.idkuu.com Inc.
