[2024.04.17.수] 인천인력개발원 하만 세미콘 아카데미
전자회로 해석 및 설계
OrCAD PSpice Diode model 변경(Library change)
1. UPWLEDxx 파일 다운로드
2. Work_OrCAD에 폴더 두 개 생성 후 1_datasheet, 1_Library로 폴더 이름 설정
3. 1_datasheet폴더에 위에서 다운로드한 파일 이동
4. 데이터시트 분석
- 위 LED는 최소 20mA~50mA의 전류로 사용 가능(Forward Voltage) 항목에서 확인 --> IF=20mA~50mA
- p.1에서 VR = 8V임을 확인 가능
5. Spice 모델 확인 가능
6. 메모장 실행하고 내용 입력 후 dsn_HW.lib로 저장(1_Library에 저장)
- OrCAD에서는 *로 주석 달기
8. 메모장 파일에서 이름 UPWLEDxx만 복사
9. bjt. opj에서 diode 4148 더블클릭
10. implementation과 Value를 UPWLEDxx로 변경 후 시뮬레이션
11. 실행 시 에러 발생
12. simulation프로파일 수정 - configuration files - category - library에 상단에서 만든 lib 추가를 위해 Browse 선택하여 찾기
13. Add to Design 눌러 추가 후 확인
14. 시뮬레이션 실행 후 전류 확인
15. 저항 값을 변경하기 위해 Id가 20mA일 때 VF는 3.6V, V_sat은 0.13V이므로 R_D=(VCC-(VF+V_sat))/I_D로 50 구하고 이에 가까운 표준저항 47옴 설치하고 시뮬레이션 실행 시 I_D가 20mA가 나오지 않게 됨
- 원인: I_C = β * I_B이므로 R_B를 낮춰 I_B를 증가시켜 I_C 증가 가능
16. R_B를 33k로, R_D를 1m로 감소시켜 시뮬레이션
- 20mA 나오나, R_D가 쇼트면 열폭주가 발생하므로 R_D를 47로 변경하면 다시 20mA가 나오지 않음
17. 다시 R_B를 22k로 변경하고 다시 시뮬레이션
Q2N3904를 SMD타입(Qmmbt3904tt1)으로 변경
1. www.onsemi.com 사이트에서 search: mmbt3904tt1
2. .lib 파일 찾아서 다운로드
3. 다운로드 받은 파일을 1_datasheet 폴더로 이동
4. 파일을 열고 모두 복사
5 dsn_HW.lib에 붙여넣기
6. 모델명 Qmmbt3904tt1 복사 후 위 과정을 반복하여 Q2N3904의 Value와 Implementation 변경
7. I_C가 20mA가 되도록 R_B를 10k로 변경 후 시뮬레이션 결과
8.R_B의 적정범위는 수십k옴이지만, 조금 더 줄여 8.2k로 시뮬레이션
LED 회로 설계
ATMega 128 Data sheet
- 전류 구동능력(DC Current per I/O Pin): 최대 40mA -> 약 20mA 사용 가능 -> LED 직접 구동 시 부하 증가
- 간접구동 VS. 직접 구동
- 직접 구동: CPU가 직접 LED 전류 제어 (큰 전류 필요)
- 간접 구동: CPU가 BJT를 통해 LED 간접 제어 (작은 전류 필요)
- 설계 과정: CPU DATASHEET_Maximum Current 확인 -> 부하 전류 확인 -> 직접구동, 간접구동 선택