'[HARDWARE]'에 해당되는 글 46건
- 2011.10.12 MOSFET의 동작원리와 특징 및 활용 - ①
- 2011.07.15 AUTOCUT 프로그램을 사용하여 PCB 수율을 계산하는 방법 6
- 2011.07.10 VM700T의 화면을 PDF 파일로 출력하기
MOSFET은 매우 다양한 용도로 사용될 수 있는데 본 포스트에선 MOSFET을 switching의 용도로 사용 할
때 고려되는 부분에 포인트를 맞추고 설명토록 한다.
Transistor는 크게 BJT와 FET로 나눌 수 있는데 우리가 일반적으로 말하는 transistor가 BJT 이며 FET라고
부르는 소자가 이번에 살펴볼 MOSFET이다.
다음과 같은 순서로 포스트를 진행하고자 한다.
1. MOSFET의 개요
2. MOSFET의 특징
3. MOSFET datasheet 알고 보기
4. MOSFET을 이용하여 회로 구성하기
본 포스트에서 1, 2, 3번 항목을 다루고 다음 포스트에서 4번 항목을 다루기로 한다.
☞ MOSFET의 동작원리와 특징 및 활용 - ②
우선 MOSFET을 취급하는데 주의할 점에 대해서 참고 문헌인 INTERNATIONAL RECTIFIER社의
application note에 자세히 나와있으니 한 번 짚고 넘어간다.
Application note에 의하면 MOSFET device를 취급할 땐 매우 주의를 기울여야 한다고 한다.
왜냐하면 power소자인 MOSFET은 매우 큰 입력 capacitance를 가지고 있기 때문에 lead에 언제든
큰 정전하가 내포되어 있을 수 있다.
그래서 anti-static이 고려되어있는 table이나 장비를 사용하지 않은 접촉, human touch는 device를 파손시킬 수 있다.
실제로 디버깅 할 때 MOSFET이 잘 망가진다. 이거.. 설계 잘못해서 그런거 아닌가 하는 걱정을
불러일으키기 때문에 취급에 주의하여 그런 factor들을 만들지 않아야 겠다.
1. MOSFET의 개요
FET는 전계에 의한... 정공이... ... ...P/N접합의.... 어쩌고.. 저쩌고.. ... 머리... 아픕니다.
우리가 필요한 내용만 알아봅시다.
[FET의 구조]
gate, source, drain pin으로 이루어져 있으며 다음과 같은 package들이 있다.
[FET의 동작 원리]
gate에 전압을 걸어서 source와 drain에 흐르는 전류를 제어
[FET의 분류]
FET는 다음의 세가지로 분류할 수 있다.
① MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
gate부분이 반도체의 산화 피막상의 금속 전극, 집적회로의 주류, 우린 이 소자만 알면 된다.
② JFET
gate부분이 이종 반도체의 접합... pass
③ MEFET
gate부분이 금속 전극과 반도체에 집적... pass
2. MOSFET의 특징
- n 채널, p 채널 type이 있다
- n 채널 type device를 OFF 하려면 source 보다 gate 전압을 낮게 한다 (gate를 LOW).
- p 채널 type device를 OFF 하려면 gate 전압을 0V 이상으로 입력한다 (gate를 HIGH).
- gate가 전압으로 구동되기 때문에 소비 전력이 작다
- 접합형 트랜지스터보다 고밀도 집적에 우수하여 많이 사용되고 있다
- source와 drain가 동일한 구조한 구조로 되어있는 대칭형 소자다
(전류가 source -> drain으로 흐를수도 있고 source <- drain으로도 흐를 수 있는 양방향 소자)
- Power MOSFET은 제조할 때 diode (기생 다이오드 또는 body diode)가 자연히 생성된다고 하며
diode를 제거한 device도 있다.
3. MOSFET datasheet 알고 보기
P channel MOSFET의 datasheet에 나와있는 electrical characteristic을 살펴보고 각 각이 무슨 뜻인지,
그에 따른 device선정은 어떻게 해야 하는지 살펴본다.
MOSFET의 기호는 다음과 같다.
p channel과 n channel은 gate의 화살표로 구분함을 알 수 있다.
아래는 요 몇년간 잘 사용하고 있는 INTERNATIONAL RECTIFIER社의 p channel MOSFET 제품의
datasheet에서 발췌한 table이다.
각 파라미터가 의미하는것을 파악하면 원하는 회로에 적용할지 여부를 판단할 수 있게된다.
- VDS
source에 걸리는 전압과 drain에 걸리는 전압이며 최대 20V를 넘어선 안된다.
- ID
source와 drain을 통해 흘릴 수 있는 continuous 파형의 최대 전류값이며 3.7A까지 가능하다.
- IDM
source와 drain을 통해 흘릴 수 있는 pulse 파형의 최대 전류값이며 22A까지 가능하다.
- VGS
source와 drain을 OFF시키기 위해서 gate에 입력될 수 있는 최대 전압은 12V 이다.
gate에 0V를 넣어주면 device가 ON이 되어 source에서 drain으로 전류가 흐른다.
gate에 0V 이상을 넣어주면 되면 device가 OFF된다.
[참고]
The Do's and Don'ts of Using MOS-Gated Transistors
- INTERNATIONAL RECTIFIER -
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있어야 합니다.
그래야 아래의 포스트 내용에 나오는 파라미터들을 이해할수 있습니다.
다음의 링크를 따라가서 간단히 숙지해 봅니다.
☞ 회로 설계 후 PCB생산할 때 최대 수율이 되도록 하는 PCB size 계산법
본격적으로 포스트를 시작하겠습니다.
본 포스트의 목적은 PCB의 크기를 결정할 때 어떤 크기로 선정해야 PCB원판에서 버리는 부분을 최소화
하여 경제적인 크기를 선정할 것인가에 대한것 입니다.
이를 위하여 autocut이란 프로그램을 사용할 것이며 자료실에 프로그램을 업로드 해 놓았으니 참고
하세요.
먼저 PCB의 크기선정을 위한 용어에 대해 숙지하고 있어야 합니다.
[용어 설명]
- SHEET
A4용지가 큰 종이에서 자른것이듯 PCB도 큰 원판(sheet)에서 잘려져서 만들어집니다.
PCB를 만드는 기본 재료로서 원판을 생산하는 업체마다 범용의 여러 사이즈가 있고 특수 사이즈들도
있습니다.
PCB를 제작하는 업체마다 주로 사용하는 원판의 크기가 제각각 이므로 사전에 확인을 해야겠습니다.
- PANEL
원판은 너무 커서 실제 동박을 깔거나 에칭을 하는 작업에 사용하지 못합니다.
그래서 작업하기 위한 사이즈가 있는데 이것이 panel입니다.
원판을 몇 개의 판넬로 나누고 판넬에 우리가 원하는 target PCB가 몇 개 들어가는 형태가 전체의
그림입니다.
업체마다 작업 가능한 판넬의 크기가 틀리므로 사전에 확인을 해야겠습니다.
- UNIT
Target PCB size가 되겠습니다.
이 size엔 PCB guide가 포함 되어야 합니다.
- PCB GUIDE
Target PCB를 wave에 흘리거나 할 때 보통 PCB의 rear쪽에 납조의 납이 튀는것을 방지하거나 레일에
올려놓기 위한 목적등으로 5~10mm정도 guide가 필요합니다.
물론 guide가 없이 설계되기도 하니 사전에 guide가 필요한지 확인하고 진행해야 합니다.
- SPACING
UNIT과 UNIT의 사이에 필요한 간격입니다.
V-cut을 위한 용도입니다.
- SIDE
판넬 바깥쪽 테두리에 설정되어야 하는 공간입니다.
판넬 들고 내리고, 작업할 때 필요한가 봅니다.
업체마다 요구되는 크기가 다르므로 사전에 확인을 해야겠습니다.
[프로그램]
요구되는 target PCB의 size는 다음과 같다고 가정합니다.
- WIDTH : 130mm with PCB guide
- HEIGHT : 190mm
- SHEET : 1092 * 1244mm
AUTOCUT프로그램을 구동하고 위의 내용을 입력 합니다.
나머지 필요 항목들도 입력 합니다.
- SPACING : 2mm
- PANEL : 250 ~ 650mm
- SIDE : 7mm
그리고 마지막으로 오른쪽 아래에서 'Cut'을 누르니 결과가 나왔습니다.
실제 사용된 판넬의 크기는 540*588mm이고 원판에서 1080*1176mm가 사용되네요.
그리고 'C Size'탭을 누르면 판넬의 크기도 그림으로 보이니 확인해 봅시다.
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영상관련 업종에서 아날로그 화면을 분석할 때 reference로 삼는 계측기중의 하나인 Tektronix社의
VM700T.
워낙 유명한 장비이기 때문에 측정방법에 대해선 다들 숙지하고 계실것이다... 라고 가정하고 본
포스트에선 VM700T의 부가기능중 하나인 display하는 화면을 내 컴퓨터에서 직접 capture하는 방법에
대해 알아보도록 하겠다.
VM700T로 측정한 결과를 문서로 남겨야 할 때, 측정한 이미지를 리포트 등에 삽입해야 할 때,
방법이 있지만 여간 번거로운것이 아니다.
그러니 본 포스트를 숙지하여 VM700T가 display하는 화면을 디지털 파일로 저장하여 여러 작업에 잘 활용
할 수 있었으면 좋겠다.
참고로 VM700A 모델이 있고 VM700T 모델이 있는데 VM700T가 macrovision (Rovi)이 enable되어 있는
화면을 분석할 수 있는 모델이니 참고하자.
본 포스트에선 VM700T를 기준으로 설명토록 하겠다. (조작 방법이나 메뉴 구성은 VM700A와 동일)
[순서]
1. VM700T의 통신포트 설정
2. VM700T와 내 컴퓨터를 RS-232C cable로 연결
3. 내 컴퓨터의 Terminal Emulator 설정
4. VM700T의 데이터 출력을 PS파일로 저장
5. 저장된 PS파일을 PDF로 변환
상기의 순서대로 차근차근 따라가 보도록 하겠다.
1. VM700T의 통신포트 설정
VM700T의 Front Panel에 있는 'Configure'버튼을 누른다.
VM700T에 display된 메뉴에서 'Configure Files' -> 'Communication Setup'을 touch한다.
Display된 메뉴에서 'Copy'항목과 'Port 0'항목이 있는데 이들을 다음과 같이 설정한다.
Copy
Port : Serial Port 0
Format : PostScript
Port 0
Protocol : None
Baud Rate : 19200
Flow Control : None
Character Size : 8
Parity : None
Reset Character : None
Carrier Detect : disabled
마지막으로 'Update & Exit'를 touch하여 설정을 저장한다.
2. VM700T와 내 컴퓨터를 RS-232 cable로 연결
위의 1번 항목에서 'Port : Serial Port 0'으로 설정했으므로 VM700T의 Rear Panel에 있는 RS-232 port중
'Port 0'에 RS-232 cable을 연결하고 cable의 반대편은 내 컴퓨터에 연결한다.
3. 내 컴퓨터의 Terminal Emulator 설정
VM700T와 내 컴퓨터를 연결했으니 이번엔 내 컴퓨터쪽에 VM700T에서 출력되는 데이터를 캡쳐하기
위한 환경의 세팅이 필요하다.
윈도우XP에 탑재되어 있는 하이퍼터미널과 같은 terminal emulator를 사용하면 되는데 사실
하이퍼터미널로 해본적은 없다.
예전엔 새롬데이터맨으로 갈무리하여 사용하곤 했었는데 이번엔 free software인 Tera Term을 사용하여
캡쳐하는 방법을 설명토록 하겠다.
참고로 본인은 Tera Term Pro version 2.3을 사용하고 있다. (자료실에 업로드되어 있습니다.)
Tera Term의 메뉴에서 'Setup' -> 'Serial Port'의 설정을 다음과 같이 한다.
'저는 Port에 COM5가 없는데요?' 여기서 이런 질문을 하시면 매우 곤란하다.
컴퓨터의 설정들은 자유 자재로 바꿀수 있는 기본 레벨이 요구되는 작업이다.
일단 Port 아래의 설정들만 그림과 같이 적용하고 Port는 본인의 컴퓨터 설정에 맞춰 준다.
'Baud rate'의 경우 19200를 초과하는 속도로 할 땐 자꾸 에러가 발생하여 본인은 19200으로 설정했다.
4. VM700T의 데이터 출력을 PS파일로 저장
이제 환경설정은 완료되었고 출력되는 데이터를 저장하는 방법을 설명토록 한다.
먼저 Tera Term의 메뉴에서 'File' -> 'Log'를 선택한다.
Pop up된 창에서 'Option'의 'Binary'를 활성화 시키고 파일 이름을 입력하되 확장자를 ps로 지정
하자.
'열기'를 클릭하면 윈도우XP의 작업표시줄에 Tera Term이 log를 받을 수 있는 상태가 된것을 확인할
수 있다.
이제 VM700T에서 원하는 항목을 측정한다.
본인은 VM700T의 Front Panel에서 'Measure'버튼을 눌러 'H_Timing'을 측정하였고 이 측정된 화면을
출력할 것이다.
VM700T에 display되고 있는 'H_Timing'의 화면을 띄어놓고 Front Panel에 있는 'Copy'버튼을 누른다.
Tera Term의 화면엔 이상한 문자들이 계속 올라오는데 조금만 기다리면 문자들이 더이상 올라오지
않고 멈출것이다.
윈도우XP의 작업 표시줄에 있는 Tera Term: Log를 클릭하여 'Close'를 눌러준다.
이제 데이터의 캡쳐는 모두 끝났다.
Tera Term의 log를 저장했던 폴더를 열어보면 '출력.ps'란 파일이 생성된 것을 볼 수 있다.
이제 ps파일을 PDF로 변환해야 하는데 이 부분은 몇 가지 방법이 있을 수 있다.
본인은 Acrobat Distriller 9이 포함되어 있는 Adobe Acrobat 9 Pro를 사용하고 있어서 '출력.ps'를
클릭하는것 만으로도 Acrobat Distriller 9 이 동작하여 '출력.pdf'를 생성시켜줬다.
- Adobe Acrobat 5
Distriller가 분리되어 동작하는 버전이어서 먼저 distriller로 ps파일을 pdf로 변환시킨 후
acrobat reader로 확인
- Adobe Acrobat 7
PS파일을 클릭하는것 만으로 pdf파일이 생성
- Adobe Acrobat 9
Adobe Acrobat 7과 동일
PS파일을 읽을 수 있는 여러 프로그램들이 있으니 각자 개인별로 적절히 변환해보시길 바란다.
자 이제 모두 완료 되었다.
생성된 pdf파일을 클릭하여 확인해 보니 깔끔한게 문서 작업에 삽입시키기 적당한것 같다.
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