중앙대학교 전자회로설계실습 5주차 MOSFET와 BJT를 사용한 LED 구동회로 설계

문서 내 토픽

• 1. BJT를 사용한 LED 구동회로 설계

  BJT 2N3904를 사용하여 BL-B4531 (VF =2 V, IF =20 mA) LED를 구동하는 회로를 설계하였다. BJT가 saturation 영역에서 동작하도록 βsat, VCE(sat), VBE(sat)를 설정하였고, 부하가 emitter에 연결된 LED 구동회로와 부하가 inverter에 연결된 LED 구동회로를 설계하였다. 각 회로의 소비전력을 계산하였다.

• 2. MOSFET을 사용한 LED 구동회로 설계

  2N7000 MOSFET을 사용하여 BL-B4531 (VF =2 V, IF =20 mA) LED를 구동하는 회로를 설계하였다. MOSFET의 datasheet에서 적절한 RD(ON)을 선정하고, Triode 영역에서의 ID-VDS 관계식을 이용하여 kn을 구하였다. ID=IF일 때의 VDS와 RD를 계산하였다.

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• 1. BJT를 사용한 LED 구동회로 설계

  BJT(Bipolar Junction Transistor)를 사용한 LED 구동회로 설계는 LED 조명 및 디스플레이 분야에서 널리 사용되는 기술입니다. BJT는 전압 증폭 및 스위칭 기능을 제공하여 LED 구동에 적합합니다. 이 회로는 간단한 구조와 낮은 비용으로 구현할 수 있으며, 전류 제한 기능을 통해 LED의 수명과 안정성을 높일 수 있습니다. 또한 PWM(Pulse Width Modulation) 기술을 활용하여 LED의 밝기를 조절할 수 있습니다. 다만 BJT는 베이스 전류에 따라 콜렉터 전류가 결정되는 특성으로 인해 정밀한 전류 제어가 어려울 수 있습니다. 따라서 LED 구동 회로 설계 시 BJT의 특성을 충분히 고려해야 합니다.

• 2. MOSFET을 사용한 LED 구동회로 설계

  MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)을 사용한 LED 구동회로 설계는 BJT 기반 회로에 비해 더 우수한 성능을 제공합니다. MOSFET은 게이트 전압에 따라 드레인-소스 간 전류가 결정되는 특성으로 인해 정밀한 전류 제어가 가능합니다. 이를 통해 LED의 밝기와 색상을 정밀하게 조절할 수 있습니다. 또한 MOSFET은 스위칭 속도가 빨라 고속 PWM 제어에 적합합니다. 이를 활용하면 LED 디스플레이와 같은 고속 구동 응용 분야에 활용할 수 있습니다. 다만 MOSFET 기반 회로는 BJT 회로에 비해 구조가 복잡하고 비용이 높은 편입니다. 따라서 응용 분야와 요구 사항에 따라 적절한 회로 설계 방식을 선택해야 합니다.