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포토 트랜지스터 출력 전압이 한 대만 다른 것에 비해 비정상적으로 높습니다. 가능한 원인과 대책을 알려주세요.
- 등록일
- 2025. 12. 17.
포토 트랜지스터 출력 전압이 한 대만 다른 것에 비해 비정상적으로 높습니다. 가능한 원인과 대책을 알려주세요.
●가능한 원인
회로 상수 설정 오류가 있을 수 있습니다. 구체적으로는, 수광 포토 트랜지스터에 연결하는 부하 저항이 너무 작아 출력 전압이 높아진 것으로 생각됩니다.
●대책
회로 상수가 올바르게 되도록 적절한 부하 저항값을 설정해 주십시오.
아래에 형EE-SX1041을 예로 들어, 부하 저항값 설정 오류로 인한 동작 불량 사례와 대책 방법(적절한 부하 저항값 계산 방법)을 제시하오니 참고해 주십시오.
■예 형EE-SX1041 부하 저항값 설정 오류로 인한 동작 불량
・원인
부하 저항값이 작아 포토트랜지스터가 회로 전류를 충분히 흘리지 못함.
광전류 IＬ＜회로 전류 I2＋I3이므로, 포토트랜지스터가 회로 전류를 충분히 흘리지 못해 출력 V1이 "L"로 판단되는 전압 이하가 되지 않음.)
광전류 IＬ＜회로 전류 I2＋I3이므로, 포토트랜지스터가 회로 전류를 충분히 흘리지 못해 출력 V1이 "L"로 판단되는 전압 이하가 되지 않음.)
・형EE-SX1041을 아래 그림 회로에서 사용할 경우
・회로 상수 R1=220Ω RL=10KΩ
・연결된 IC 사양: 입력 전압이 낮을 때 IC에서 흘러나오는 전류 I3: 0.1mA
・해설
R1=220Ω이므로, LED 순방향 전류 IF는
IF=(Vcc－VF)/R1=(5－1.2)／220=17mA가 됩니다.・・・①
형 EE-SX1041의 광전류 IL의 규격값은 IL=0.5 ～14 mA(IF=20mA일 때)이며
IF=17mA에서의 IL을 비례 계산으로 구하면
IL=0.425～11.9mA(IF=17mA일 때)가 됩니다. ・・・②
한편, 회로 전류( I2+I3 )는
I2+I3=(Vcc-Vce(sat))/RL+I3=(5-0.1)/10k+0.1=0.59mA가 됩니다. ・・・③
②, ③에서 구한 값의 관계는,
IL=0.425mA＜I2＋I3=0.59mA가 되므로, 광전류 IL의 규격 하한 근처 값(이번 경우 IF=20mA에서 0.5mA 근처)이 실장되면 포토트랜지스터가 회로 전류를 충분히 흘리지 못해 출력이 "L"이 되지 않습니다.
센서의 광전류 IL에는 편차가 있으므로, 시제품 단계에서는 동작에 문제가 없더라도 양산 전환 후 센서 편차로 인해 동작 불량이 발생할 수 있습니다. 반드시 계산을 수행하여 광전류 IL의 규격 하한값 제품에서도 문제가 없음을 확인하십시오
IF=(Vcc－VF)/R1=(5－1.2)／220=17mA가 됩니다.・・・①
형 EE-SX1041의 광전류 IL의 규격값은 IL=0.5 ～14 mA(IF=20mA일 때)이며
IF=17mA에서의 IL을 비례 계산으로 구하면
IL=0.425～11.9mA(IF=17mA일 때)가 됩니다. ・・・②
한편, 회로 전류( I2+I3 )는
I2+I3=(Vcc-Vce(sat))/RL+I3=(5-0.1)/10k+0.1=0.59mA가 됩니다. ・・・③
②, ③에서 구한 값의 관계는,
IL=0.425mA＜I2＋I3=0.59mA가 되므로, 광전류 IL의 규격 하한 근처 값(이번 경우 IF=20mA에서 0.5mA 근처)이 실장되면 포토트랜지스터가 회로 전류를 충분히 흘리지 못해 출력이 "L"이 되지 않습니다.
센서의 광전류 IL에는 편차가 있으므로, 시제품 단계에서는 동작에 문제가 없더라도 양산 전환 후 센서 편차로 인해 동작 불량이 발생할 수 있습니다. 반드시 계산을 수행하여 광전류 IL의 규격 하한값 제품에서도 문제가 없음을 확인하십시오
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・대책 부하 저항 RL을 변경하십시오. (상기 회로의 경우 RL=47kΩ 정도로 설정)
・계산 방법
경시 열화, 온도 특성 등을 고려하여 포토 마이크로 센서는 일반적으로 IL이 초기값의 50% 저하를 예상하여 설계합니다.
따라서 IL×0. 5＞I2＋I3이 되도록 설정해야 합니다.
위 계산 예로 계산하면,
IL=0.425mA×0.5＞I2＋I3
0. 212＞I2＋I3
0.212＞(Vcc－Vce(sat) )/RL＋0.1
RL＞((5-0.1)/(0.212-0.1))=43.8kΩ
따라서, RL=47kΩ 정도가 됩니다.
따라서 IL×0. 5＞I2＋I3이 되도록 설정해야 합니다.
위 계산 예로 계산하면,
IL=0.425mA×0.5＞I2＋I3
0. 212＞I2＋I3
0.212＞(Vcc－Vce(sat) )/RL＋0.1
RL＞((5-0.1)/(0.212-0.1))=43.8kΩ
따라서, RL=47kΩ 정도가 됩니다.
