[전자회로 심화 4-18] 바이패스와 디커플링 콘덴서 역할과 사용법

안녕하세요.

Edward입니다.

 

이번 시간에는 바이패스 콘덴서와 디커플링 콘덴서의 역할과 사용법에 대해서 얘기해보도록 하겠습니다.

사실 회로 설계 중에서 가장 많이 사용하는 것이 바이패스 콘덴서와 디커플링 콘덴서입니다.

시작하겠습니다 ^^ 

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시작하기에 앞서 사실 지금 말씀드리는 내용을 정확하게 이해하려면 콘덴서에 대한 정확한 기초 이해가 필요합니다.

그래서 먼저 콘덴서의 응용 첫 번째에 대해 알고 싶으시면 아래 링크를 참고해주시고, 더 깊게 이해하고 싶다면,

콘덴서에 대한 다른 링크도 참고해주세요 ^^ (더 많은 링크가 있지만 그중에서 추려낸 거예요 ^^)

[전자회로 심화 4-8] 콘덴서 응용과 평활 회로 1탄

[전자회로 심화 4-10] 콘덴서 응용과 필터 원리 1탄

[전자회로 심화 4-13] 콘덴서 극성에 대한 고찰 1편

[전자회로 입문 4] 콘덴서와 원리 완벽 이해

[전자회로 심화 4-1] 콘덴서 저항 완벽 이해

[전자회로 심화 4-2] 콘덴서의 용도와 종류 완벽 이해

[전자회로 심화 4-4] 모노 콘덴서 완벽 이해(동작 원리)

[전자회로 심화 4-5] 전해 콘덴서 완벽 이해 (원리와 사용법)

[전자회로 심화 4-12] 콘덴서 주파수와 온도 특성

[전자회로 심화 4-13] 콘덴서 내압

 

 

시작하기에 앞서, 커플링 콘덴서 설명에서 사용했던 예시 회로를 다시 한번 끄집어내 보겠습니다.

이 회로에 "바이패스 콘덴서와 디커플링 콘덴서"가 존재하기 때문입니다.

앰프 회로

 

위 회로에서 커플링 콘덴서의 사용법과 풀이에 대해서 궁금하시다면, 아래 링크를 참고해주세요^^

[전자회로 심화 4-14] 커플링 콘덴서의 활용과 동작 1편

[전자회로 심화 4-15] 커플링 콘덴서의 활용과 동작 2편

[전자회로 심화 4-17] 커플링 콘덴서 용량 선정 방법

 

위 회로에서 C2, C4, C6이 바이패스 콘덴서라고 합니다.

전원 라인에 입력되는 DC 직류 이외의 성분들을 GND로 흘려보내거나 흡수해버리는 역할을 합니다.

이 역할이라는 것은 당연하겠지만 콘덴서의 "콘덴서는 교류를 통과시킨다."와 "콘덴서는 전기를 충전한다"의 성질을 이용합니다.

 

 

바이패스 콘덴서는 크게 2가지 종류로 나뉩니다.

1. 10uF 이상의 큰 용량의 콘덴서 (C6)

 - 용량이 크기 때문에 주파수가 낮은 큰 진폭의 노이즈에 효과

 - 평활 콘덴서 역할과 같이 리플 감소

 - 완충용 콘덴서 역할로 IC나 OP-AMP에 큰 전류가 흘렀을 때 일어나는 1차적인 전압의 저하를 막습니다. 

2. 10uF 이하의 세라믹 콘덴서 (C2, C4)

 - 높은 주파수 대역으로써 고주파 특성이 좋은 콘덴서 (50kHz 이상부터 사용)

 - 대표적으로 0.01uF ~ 0.1uF 용량 값 많이 사용

 

위 회로를 보시면 아시겠지만, 전원 라인이 +10V입니다. 그리고 우리가 원하는 정확한 동작을 위해서는 DC 직류 성분만 입력받아야 합니다.

하지만 현실은 달라요..

노이즈와 리플들이 뒤섞여 같이 입력하게 됩니다.

 

사실 회로 설계할 때 사용되는 IC나 OP-AMP들의 소비전류의 변화로 인해 생기는 전원 전압 변동은 무시할 수 없습니다.

만약 바이패스 콘덴서를 부착하지 않는다면, 같은 전원 라인에 연결된 다른 OP-AMP나 IC들이 전원을 통해 서로 간섭이 돼서 발진을 일으키게 됩니다.

또한 C6은 외부로부터 입력되는 발진이나 노이즈를 막는 역할로, IC와 IC 사이의 불필요한 간섭을 끊는다는 의미로 "디커플링 콘덴서"라고도 칭합니다.

 

 

이전 내용부터 설명드렸지만, 전해 콘덴서는 고주파 특성이 좋지 않습니다. 그래서 높은 주파수 대역에서는 효과가 없습니다.

그래서 C2와 C4를 사용합니다. 세라믹 콘덴서는 주파수 특성에 좋으니깐요 ㅎㅎ

여기서 중요한 점은, C2와 C4의 위치입니다.

앰프의 전원 입력단 바로 앞에 배치되어 있죠?? 이게 Key-point입니다.

 

그래서 현실적으로 이 콘덴서들은 다음의 역할들을 수행합니다.

- 이 배치가 가까워서 전원 라인에 들어오는 높은 주파수 성분의 노이즈를 GND로 흘려보내는 동시에,

- 앰프나 IC자체에서 발생되는 높은 주파수의 노이즈 성분도 GND로 흘려버립니다.

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사실 실제 회로 설계나 타사 제품들의 기자재들을 보면 전해콘덴서들이 전원 라인 10cm마다 1개씩 부착되고 있으며, 세라믹 콘덴서는 IC1개당 1개씩 사용합니다.

기본적으로 IC개당 1개 혹은 2개씩 사용한다고 생각하는 게 편해요 ㅎㅎ

 

이상입니다 ^^