FET 트랜지스터 - MCU입문(개념편) 08화

안녕하세요. 코딩아재 입니다. MCU입문(개념편)은 13부작으로 제작한 영상으로서 MCU의 개념을 기초부터 차근차근 정리하며, 전자제어와 임베디드 시스템의 원리를 쉽게 이해하실 수 있도록 준비했습니다. 해당 시리즈는 간단한 회로에 대한 설명이지만 추후 컴퓨터 구조를 더 쉽게 접근하기 위한 관문이라 생각하고 제작하였습니다. 많은 시청과 관심 부탁드립니다. (08화) 스위치 - FET 트랜지스터 ** (서론) 전압으로 전류를 제어하는 스위치 ㄴ BJT처럼 작은 MCU 신호로 큰 전류를 제어하지만, 전류 대신 전압으로 제어 ㄴ 제어 전력이 작고 발열이 적어, 고속·고전류 제어에 유리 ㄴ 전력 효율과 속도가 중요한 회로에서 필수 소자 ** (본론) BJT에서 FET로의 발전 ㄴ BJT가 발명된 이후, 더 적은 제어 전력과 고속 동작을 목표로 FET가 개발됨 ㄴ FET는 전류 대신 전압으로 제어하며, 게이트에 전압을 가해 채널을 열고 닫음 ㄴ 채널이 열리면 드레인–소스 사이로 전류가 흐르며, 게이트 전류는 거의 흐르지 않아 MCU 부하가 매우 적음 ** (본론) 구조와 동작 원리 ㄴ 게이트, 드레인, 소스 3단자 구성 ㄴ 게이트 전압이 문턱 전압(Vth) 이상이 되면 채널 형성 ㄴ Z44N MOSFET을 예로 든 회로 구성 가능 ㄴ 게이트는 절연 구조 덕분에 전압을 잠시 줘도 ON 상태가 유지됨 ㄴ OFF로 만들려면 게이트 전압을 0V로 내려 전하를 방전해야 함 ** (본론) GPIO에서의 FET 활용 ㄴ 출력 제어: MCU 출력 전압을 게이트에 인가해 대전류 부하(LED 스트립, 고출력 모터 등) 구동 ㄴ 게이트 전류 소모가 거의 없어 MCU 부하를 최소화 ㄴ 입력 보호 및 변환: 고전압 입력을 MCU 동작 전압 범위로 낮춰 안전하게 처리 ㄴ 정전기·과전압으로부터 MCU 입력을 보호 ㄴ 빠른 스위칭 특성으로 고속 신호 처리 가능 ** (본론) PWM에서의 FET 특성 ㄴ PWM(Pulse Width Modulation)은 ON/OFF를 매우 빠르게 반복해 평균 전력을 제어하는 방식 ㄴ FET는 전압 제어 소자로, 게이트 전류 소모가 거의 없어 고속 스위칭에서 발열이 적음 ㄴ 낮은 채널 저항(Rds(on)) 덕분에 ON 상태에서 전압 강하와 전력 손실이 작음 ㄴ 스위칭 속도가 BJT보다 빠르므로, 수십~수백 kHz의 PWM에서도 효율 유지 ㄴ LED 밝기 조절, 모터 속도 제어, DC-DC 변환 회로 등에서 우수한 성능 발휘 ** (결론) 빠르고 효율적인 전류 제어 ㄴ FET는 빠른 속도와 낮은 손실로 MCU 제어 범위를 넓힘 ㄴ 전압 제어 특성 덕분에 저전력·고효율 설계에 필수 주의 * 근거 없는 어거지성 댓글은 대응 없이 삭제할 수 있는점 양해 바랍니다 #FET,#MOSFET,#MCU,#GPIO,#PWM,#전력제어,#트랜지스터,#스위칭,#전압제어,#로직레벨,#전력효율,#고속스위칭,#회로설계,#코딩아재