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기술지식/반도체전자전기

디지털 IC의 취급방법

노구라 2011.11.11 08:32
디지털 IC의 취급방법
1. IC취급시의 일반적인 주의사항 최대 정격을 넘는 전압이나 전류에서는 사용하지 않는다.
또한 IC는 역전압에 매우 약하기 때문에 전원전압의 극성에 주의해야 합니다.
   
2. 납땜시에는 최대한 단시간에 끝낸다.
IC의 열에 대한 최대 한계는 보통 260도에서 약 10초간입니다. 이 범위를 넘게 되면 IC가 손상을 입을 수 있습니다.
   
3. 고온 다습한 장소에서 사용하거나 보관하는 것은 피한다.
고온 다습한 장소에 두면 IC의 패키지를 통해 수분이 내부까지 침입하는 경우도 있습니다.
   
4. 기계적인 충격을 주지 않는다.
최근의 IC는 기계적 진동에 대한 상당한 내성이 있지만 과도한 충격을 주면 당연히 손상을 입게 됩니다.
   
5. 핀 번호에 유의한다.
배선시에는 핀 번호가 정확한지 충분히 확인해야 합니다.
   
6. CMOS에서는 정전기로 인한 입력 단자의 파괴에 주의한다.
CMOS의 입력단자는 약간이기는 하지만 정전용량을 가지고 있습니다. 정전기의 축적에 의한 고전압으로 입력단자가 망가지지 않도록 주의해야 합니다. 최근의 CMOS에는 정전에 대한 보호회로를 갖춘 것도 있지만 보호범위에 한계가 있어 너무 안심하지 않아야 합니다.
   
7. 원칙적으로는 출력핀끼리 접속하지 않는다.
오픈 콜렉터나 오픈 드레인 형태의 출력핀이 아니라면 원칙적으로 출력핀끼리 접속해서는 안됩니다.
  로직 IC를 사용한 회로 설계시의 유의점
TTL의 팬 아웃
TTL의 출력핀을 다른 입력핀에 접속한 경우 출력핀이 'L'일 때는 입력핀에서 출력핀으로 전류가 흘러 들어갑니다. 입력핀에서 흘러 나가는 전류를 토출전류, 출력핀으로 흘러 들어가는 전류를 흡입전류라고 합니다.

출력핀이 신호 'H'일 경우는 출력핀에서 입력핀으로 전류가 흘러 들어갑니다.

74LS 시리즈의 경우 입력핀의 토출전류는 최대 0.4mA, 흡입전류는 최대 20uA이며 출력핀의 토출전류는 최대 400uA, 흡입전류는 최대 8mA입니다.

입력핀 1개당 0.4mA를 토출한다고 가정하명 8mA / 0.4mA = 20개의 출력핀이 신호 'L'일때 접속할 수 있는 최대 입력핀 수가 됩니다. 그러므로 출력핀에 접속하는 입력핀의 수를 무제한으로 증가시킬 수는 없습니다.

이 최대 입력핀의 수를 팬 아웃(Fan-Out)이라고 합니다.

CMOS의 팬 아웃
CMOS의 입력저항은 매우 높기 때문에 전류가 거의 흐르지 않습니다. 그렇기 때문에 팬아웃이 매우 클 것으로 보입니다.
그러나 CMOS의 입력핀에는 정전용량이 있습니다. 입력신호가 L에서 H로, H에서 L로 변할때 이 정전용량에 의한 충방전 전류가 흐르게 됩니다. 이 때문에 CMOS의 경우 약 50개 내외의 팬 아웃을 가지고 있습니다.

사용하지 않는 핀의 취급
사용하지 않는 게이트의 핀은 실제적으로 개방시켜놓아도 큰 문제는 없습니다.
그러나 개방상태의 입력핀은 TTL에서는 'H', CMOS에서는 불안정한 상태에 있게 되므로 트러블의 원인을 제공할 수도 있습니다. 그러므로 사용하지 않는 핀은 'H'나 'L'의 적당한 곳에 연결해 두어야 합니다.

전원의 바이패스
디지털 IC에서는 다루는 신호가 'H'에서 'L'로 혹은 'L'에서 'H'로 바뀌는 순간에 일시적으로 스위칭 전류라는 큰 전류가 흐르게 됩니다. IC와 전원장치간에는 어느 정도의 거리가 있습니다. 즉 아무리 전류가 흐르는 속도가 빠르더라도 전원장치에서 IC까지 스위칭 전류를 공급하는데는 시간이 필요합니다.

만약 전류를 공급하는 것이 늦어지면 IC는 오동작을 하게 됩니다. 이런 경우 IC근처에 캐패시터를 접속해 두면 거기로부터 필요한 스위칭 전류를 얻을 수 있습니다. 이와 같은 용도로 사용되는 캐패시터를 바이패스 캐패시터라고 합니다. 바이패스에는 보통 0.01~0.1uF 정도의 세라믹 캐패시터를 주로 사용합니다.

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