안녕하세요.
이번 포스팅에서는 저항의 용도에 대해서 같이 알아보겠습니다!
저항은 회로를 살펴봤을 때, 가장 많이 들어가는 소자 중 하나인데요.
저항은 어떠한 용도로 사용되기에 이렇게도 많이 쓰이는 건지 공부하는 시간을 갖도록 하겠습니다^^
저항에 관해서 다른 내용도 궁금하다면 다음 링크 참고해 주세요^^
■ 저항의 용도
▶ 전류 제한
저항은 전류를 제한하기 위한 용도로써 거의 모든 회로에 사용됩니다.
특히, 전력이 큰 회로에서 이 용도가 중요한데요.
이전 포스팅에서 전력 손실은 곧 열로 방출된다고 말씀드렸었죠 ㅎㅎ
저항을 회로에 직렬로 연결해 주는 것만으로도 전력 손실이 줄어드는 장점을 가질 수 있습니다.
왜 그럴까요?
전력 수식을 살펴보면 P = I2R로 정해지는 것을 알 수 있습니다.
즉, 전력(열)은 전류의 크기에 가장 크게 영향을 받는단 소리입니다. 제곱이니깐요 ㅎㅎ
사실 그래서 회로 동작에 문제가 없다면 저항값은 크게 쓰는 것이 보통은 좋아요.
예를 들면, 풀업/풀다운 저항처럼 저항값이 중요하지 않은 경우를 생각하시면 됩니다^^
또 다른 이유로는 IC 소자가 소손되는 것을 방지하기 위함도 있습니다.
IC 소자의 데이터시트를 살펴보면 입력 전류의 범위가 보통 정해져 있는데요.
저항을 달아주지 않으면 큰 전류가 IC 소자로 입력되어 문제가 발생하겠죠?
따라서 데이터시트의 입력 전류 범위를 맞춰주기 위해서 IC 소자의 입력 신호선에 저항을 직렬로 달아주게 되는 거죠!
▶ 전압 분배
저항의 두 번째 용도는 전압 분배입니다.
저항을 직렬로 연결했을 때, 전압은 저항값의 비율로 분배됩니다.
반대로 저항을 병렬로 연결했을 때는 전압이 동일하죠 ㅎㅎ
이를 이용해서 원하는 전압값을 얻어낼 수가 있는데요.
정말 간단하게 전압 조정이 가능하여 굉장히 많이 쓰는 용도입니다^^
▶ 풀업 저항과 풀다운 저항
풀업 저항과 풀다운 저항도 정말 많이 쓰는 기능인데요.
이 저항을 사용하는 이유를 간단히 말씀드리면 플로팅 상태를 방지하기 위함입니다.
플로팅 상태란, 회로상으로 아무것도 연결되어 있지 않은 상태(OPEN)입니다.
대부분의 회로들은 회로상으로 특정 전압값 이상과 이하로 나누어서 High와 Low를 구분하는데요.
그럼 아무것도 연결이 안되어 있는 플로팅 상태는 High일까요? Low일까요?
이건 당연히 알 수가 없어요.
더구나 회로가 open되어 있다고 해서 노이즈에 영향을 받지 않는 것은 아니에요.
외부의 노이즈가 들어왔을 때, 갑자기 신호가 High나 Low로 인식될 수가 있다는 뜻이죠 ㅎㅎ
플로팅 상태는 전자 기기에서 오동작을 만들어내기 정말 쉬운 상태에요.
프로세서의 미사용 핀을 예로 들었을 때, 사실 간단한 펌웨어 설정(출력 모드)을 통해서 플로팅 상태를 해결할 수 있어요.
하지만 이런 경우도 하드웨어적인 풀업/풀다운 저항에 비하면 노이즈에 취약하다는 단점이 있습니다.
그리고 출력 모드로 설정하면 미사용 핀은 EMI(Electromagnetic Interference) 문제를 만들어내기도 해요.
미사용 핀이 안테나가 된다는 느낌으로 받아들이시면 될 것 같아요.
따라서 회로적으로 저항을 추가할 여유가 있다면 풀업 또는 풀다운 처리해주는 것이 가장 안전합니다^^
▶ 임피던스 매칭
고속 신호를 사용하는 회로를 살펴보면 댐핑 저항이 달려있는 걸 볼 수 있는데요.
댐핑 저항을 사용하는 목적은 임피던스 매칭입니다.
그럼 왜 임피던스 매칭을 해야 할까요?!
바로 신호를 잘 전달하기 위해서 임피던스 매칭이 필요한 것입니다!
신호선에는 임피던스 성분이 존재해서 높은 주파수의 신호에 영향을 받아요.
그런데 IC 소자 사이의 출력 임피던스와 입력 임피던스가 같지 않다면 신호의 반사가 일어나는데요.
이 반사파를 줄이고 신호의 온전한 전달을 위해 임피던스 매칭을 시켜줍니다.
(보통 100Ω 이하의 저항을 사용합니다.)
Tip!
이 외에도 저항은 커패시터나 인덕터를 같이 사용해서 필터로써의 역할로 사용할 수도 있습니다^^
저번 포스팅에 이어서 저항의 용도도 알아보았습니다.
저항은 전자회로에서 가장 기본적인 소자임에도 용도가 굉장히 다양해요.
저항의 종류에 관해 다루면서 설명하겠지만, 저항값이 변하는 특성을 이용해서 더 다양한 용도로도 사용이 가능하답니다~
글 읽어주셔서 감사합니다^^
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