회로 설계 : 기초부터 실무까지!

2023.06.18 - [아날로그 회로] - #5. Diode의 정의와 기본적인 동작 특성 2023.06.19 - [아날로그 회로] - #6. 다이오드를 왜, 어디에 사용할까? - 정류 회로, 보호 회로 앞서 일반 다이오드의 특성과 동작 원리에 대해 알아보았습니다. 그리고 이 다이오드를 어떤 용도로 사용하는지에 대해서도 상세하게 포스팅을 했는데요. 일반 다이오드의 경우 순방향 영역에서만 사용가능하다고 했는데 이와 달리 역방향 영역에서도 사용가능한 녀석이 있습니다. 그게 바로 제너 다이오드입니다. 일반 다이오드의 특성 그래프를 보면 그림 1과 같습니다. 일반 다이오드의 경우 그림 1과 같이 항복 전압(Vbr)에서 굉장히 큰 전류가 흐르면서 파손이 됩니다. 하지만 제너 다이오드의 경우 이 영역에서 파손되지 ..

2023.07.13 - [아날로그 회로] - #11. 풀업, 풀다운 저항을 쉽게 이해해보자 #11. 풀업, 풀다운 저항을 쉽게 이해해보자 풀업 저항과 풀다운 저항은 정말 굉장히 많이 들어봤을 거에요. 회로 설계에 있어서 너무너무 기본이 되는 저항 입니다. 실무를 하다보면 자연스럽게 이해가 되는 내용이기도 하지만 처음 접하 analog-circuit-design.tistory.com 먼저, 풀업/ 풀다운 저항의 의미와 사용하는 이유에 대한 위 글의 내용을 보고 오시면 더 도움이 됩니다. 풀업/ 풀다운 저항을 사용하려고 보면 이 저항값을 얼마로 결정해야 할지에 대한 의문이 생깁니다. 풀업 저항이나 풀다운 저항이 연결되어 있으면 계속해서 전류가 흐르는데 이로 인한 전력 소모를 줄이기 위해서 큰 값으로 설정하는..

앞서 디커플링 커패시터의 역할에 대해서 상세하게 포스팅을 했습니다. (궁금하신 분은 #14. Decoupling Capacitor (디커플링 커패시터) 쉽게 이해하기 :: 회로 설계 : 기초부터 실무까지! (tistory.com) 을 참고해주세요) 이번에는 디커플링 커패시터를 배치 할 때, IC의 VCC와 GND PIN 바로 근처에 배치하는 것이 가장 효과가 좋다고 설명하였는데 왜 그런지 상세하게 포스팅 해보려고 합니다. 먼저, 디커플링 커패시터가 없는 경우 회로 구성과 시뮬레이션 결과를 한 번 봅시다. 그림 1과 같이 DC-DC Converter와 평활 회로를 구성하고, PCB의 기생 인덕터 성분을 적당히 10nH로 가정합니다. MCU의 전류 변동은 그림 1의 우측 상단 그래프와 같이 2uS 마다 2A..

주식이나 경제분야에 익숙한 분이라면 커플링 또는 디커플링이라는 말을 많이 들어봤을 겁니다. 미국 주식이 올라갈 때 한국 주식도 같이 상승하면 커플링 됐다고 하고, 한국 주식이 미국이나 다른 국가에 관계없이 독자적인 양상을 띌 때 디커플링 됐다고 표현하죠. 독립적으로 분리된 느낌이 듭니다. 그럼 전자회로에서 디커플링 커패시터를 어떻게 해석할 수 있을까요? 디커플링 커패시터는 전원 VDD와 접지 GND 사이에 위치하여 전원 라인에 같이 섞여 있는 고주파 노이즈 성분을 전원 신호와 분리하여 접지로 내보내는 역할을 합니다. 그래서 이 커패시터는 노이즈를 디커플링 한다는 의미에서 디커플링 커패시터라고 부릅니다. 줄여서 디캡이라고 하죠. 물론 디캡은 노이즈 감소 외에도 몇 가지 중요한 역할을 더 갖고 있습니다. 그..

(이번 포스팅은 아래 포스팅에서 이어지는 글로 아래 포스팅을 먼저 보시면 좀 더 도움이 됩니다.) 2023.07.16 - [아날로그 회로] - #12. MOSFET을 이용한 증폭기 설계 #12. MOSFET을 이용한 증폭기 설계 전자회로를 배웠다면 MOSFET이 굉장히 익숙할거에요. MOSFET의 동작 특성에 대해 상세하게 배웠을지라도 이를 이용하여 증폭기를 설계하는게 참 쉽지 않죠. 이론은 충분히 알고 있지만 실전 경험이 analog-circuit-design.tistory.com 그림 1과 같이 증폭기를 설계한 경우 증폭기의 이득은 부하단에 연결되는 임피던스에 의해 결정됩니다. 이 증폭기 부하단에 연결되는 입력 임피던스가 큰 경우 증폭기의 이득과 동작에 문제가 없을테지만, 입력 임피던스가 작은 부하 ..

MOSFET은 저항(Resistor), 커패시터(Capacitor), 인덕터(Inductor) 그리고 다이오드(Diode)를 제외하면 회로 설계에서 가장 기본이 되는 소자입니다. 반도체에서도 다이오드의 PN 접합 다음으로 MOSFET의 구조를 배우게 됩니다. 그만큼 중요한 소자인거죠. 그러면, MOSFET의 물리적인 구조를 파악해보고, 회로로 어떻게 모델링될 수 있는지를 한 번 설명해 보겠습니다. MOSFET은 Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor의 약자로 이름 그대로 금속(Metal)과 절연체(Oxide), 반도체(Silicon)로 구성되어 있고, 이로 인해 전계효과를 가지는 트랜지스터를 뜻합니다. 그림 1은 MOSFET의 기본 구조입니다. 그림 1의 실리콘(S..

2023.07.19 - [아날로그 회로] - #12-1. MOSFET을 이용한 증폭기 설계 - 버퍼(Buffer) 회로 전자회로를 배웠다면 MOSFET이 굉장히 익숙할거에요. MOSFET의 동작 특성에 대해 상세하게 배웠을지라도 이를 이용하여 증폭기를 설계하는게 참 쉽지 않죠. 이론은 충분히 알고 있지만 실전 경험이 부족하다보니 설계하기가 참 막막합니다. 그래서 MOSFET을 이용한 증폭기를 어떻게 설계하는지 실제 사용하는 소자와 회로 시뮬레이터를 활용하여 상세하게 설명해 볼까 합니다. 사용할 Spice 툴은 ADI 사에서 제공하는 LTSpice 입니다. 이 외에도 여러가지 무료 툴들이 있지만 다양한 소자 모델을 제공하고, 인터페이스가 편리한 LTSpice를 사용하도록 하겠습니다. 먼저, 증폭기를 설계하..

풀업 저항과 풀다운 저항은 정말 굉장히 많이 들어봤을 거에요. 회로 설계에 있어서 너무너무 기본이 되는 저항 입니다. 실무를 하다보면 자연스럽게 이해가 되는 내용이기도 하지만 처음 접하는 분들은 많이 헷갈릴 수 있어요. 그래서 이 풀업 저항과 풀다운 저항에 대해 쉽고 자세하게 풀어보려 합니다. 우선, 풀업 저항과 풀다운 저항이라는 용어부터 살펴 봅시다. 그림 1의 좌측 그림과 같이 어떤 핀 또는 노드의 전압을 전원(VDD)으로 주면 전압이 높은 곳으로 끌어 올리는 모양새이기 때문에 풀업(Pull up), 접지(GND)로 주면 전압이 낮은 곳으로 끌어 내리는 모양새이기 때문에 풀다운(Pull down) 이라고 합니다. [그림 1. 풀업, 풀다운 용어 이해] [그림 2. 풀업, 풀다운 저항 용어 이해] 그러..

그림 1은 MOSFET을 나타내는 다양한 심볼들 입니다. 화살표도 제각각이고 뭔가 조금씩 다 모양이 다릅니다. 대부분의 PMOS 심볼은 Gate에 동그라미를 그려서 이게 붙어 있으면 아 PMOS인가보다 싶지만 또 어떤 심볼은 동그라미를 표현하지 않기도 합니다. 하나의 MOSFET을 굉장히 다양하게 그려서 헷갈리죠. 그래봐야 다 똑같은 MOSFET인데,, MOSFET을 많이 보다 보면 그림 2와 같이 어떤 심볼은 Drain과 Source에 웬 다이오드가 하나 붙어 있는 걸 볼 수 있습니다. MOSFET은 Gate, Drain, Source로 구성된다고 배웠는데 이 다이오드는 뭘까? 라는 생각을 많이 가질거에요. 저 또한 그랬습니다. 사실 MOSFET은 Gate, Source, Drain 외에 Body라는 ..

전원부에서 MOSFET의 스위칭 동작에 의한 DC 전압을 생성하는데 스위치를 ON/OFF 할 때 마다 전류의 변화가 발생합니다. 이 전류의 변화는 기생 인덕턴스 성분에 의해 과도 전압을 발생시킵니다. 즉, 링잉 또는 공진이라고 하는 원치않는 현상이 발생하게 됩니다. 스너버 회로란 이 과도 전압의 영향성을 저감시켜주는 역할을 한다고 이해하시면 됩니다. 그림 1과 같이 5V 전원을 3.3V로 다운 시켜주는 Buck 컨버터가 있다고 합시다. 그림 1의 입력 전압 Vin이 구형파 형태로 주어질 때, Drain 노드에서의 파형은 그림 2와 같이 깨끗한 형태의 구형파가 출력됩니다. 5V를 가지고 3.3V를 만들어야 하기 때문에 PMOS가 좀 더 오래 켜져 있어야해서 duty 비는 약 70%정도가 됩니다. 실제 환경..