먼저 알아둘 용어
광트랜지스터(phototransistor)·B-E 저항 — 빛으로 제어되는 트랜지스터(transistor)가 광트랜지스터입니다. 외부 베이스 B와 이미터 E 사이의 저항은 전류 일부를 우회시키고 저장 전하의 방출 경로를 만들 수 있습니다.
CTR(Current Transfer Ratio)·VOL·턴오프(turn-off) — CTR은 지정 조건에서 출력 전류/LED(Light-Emitting Diode) 전류의 비입니다. VOL은 LOW 상태 출력 전압이고 턴오프는 꺼지는 전환입니다. 속도를 개선해도 충분히 낮은 VOL을 만들지 못하면 논리 전달에 실패합니다.
저장 시간·포화·pF — 포화된 트랜지스터에는 전하가 저장되어 꺼짐을 늦출 수 있습니다. pF는 10⁻¹² F로 베이스 병렬 커패시터(capacitor)도 지연·필터(filter) 특성에 영향을 줍니다.
작동 원리
베이스-이미터 저항은 광전류 일부를 우회시키고 저장된 전하가 빠져나갈 길을 만듭니다. 턴오프를 개선할 수 있지만 유효 CTR과 출력 전류 여유가 줄어듭니다. 속도만 보고 저항을 계속 작게 하면 입력 LED는 켜져 있어도 출력이 충분히 LOW로 내려가지 않을 수 있습니다.
적용 순서
- 베이스 단자가 있는 정확한 모델인지 확인합니다. 4핀 PC817 같은 구조에 존재하지 않는 베이스 핀(pin)을 가정하지 않습니다.
- 출력 부하와 필요한 VOL·전류, 최소 CTR에서의 LED 전류를 계산합니다. 베이스 저항을 넣기 전의 동작을 기준으로 기록합니다.
- 원하는 턴오프와 낮은 출력 전압을 동시에 만족하도록 저항을 변경하며 입력·출력 파형을 비교합니다. 높은 온도와 작은 LED 전류도 확인합니다.
- 병렬 커패시터가 있으면 지연·필터 효과까지 포함해 다시 시험합니다. 470 pF가 모든 동작에서 속도를 높이는 부품이라고 단정하지 않습니다.
적용 조건과 한계
스위칭(switching) 조건의 부하 저항·LED 전류·포화 깊이에 따라 지연이 달라집니다. 광커플러(optocoupler)의 내전압 시험 정격과 지속 동작 절연 전압도 같은 뜻은 아닙니다. 베이스 저항 270 kΩ이나 병렬 커패시터 470 pF와 같은 숫자를 모든 부하의 권장값으로 사용하지 않고 최소 CTR·온도·시간 요구와 실제 파형으로 정합니다.
확인과 기록
LED 전류 증가만으로 지연을 해결하려 하지 말고 포화와 저장 시간을 확인합니다. 충분히 낮은 VOL, 요구 펄스 폭의 전달, 턴오프 시간이 함께 맞을 때 채택합니다.