회로에서 연결 위치를 먼저 확인합니다
입력은 제어 전원에서 전류 제한 저항을 거쳐 LED로 흐른 뒤 입력 귀로로 돌아갑니다. 출력은 별도의 전원에서 부하 저항을 거쳐 광트랜지스터의 컬렉터(collector)로 들어가고 이미터를 통해 출력 귀로로 돌아갑니다. 출력 전압은 부하 저항과 컬렉터 사이에서 읽습니다. 베이스–이미터 저항 R_BE는 컬렉터가 아니라 베이스와 이미터 사이에 연결합니다. 커패시터(capacitor) C_BE를 시험한다면 같은 두 단자에 병렬로 놓습니다. 베이스 핀이 없는 4핀 광커플러에는 이 방법을 그대로 적용할 수 없습니다.
원본 카드에는 입력 240 Ω, 출력 1 kΩ, 베이스–이미터 270 kΩ, 선택 커패시터 470 pF가 보입니다. 입력 전원과 부품 모델이 제시되지 않아 이 숫자로 LED 전류나 응답 시간을 계산할 수는 없습니다. 그림과 숫자는 연결을 이해하기 위한 원본 예시이며 권장값이 아닙니다.
저항을 낮추면 빨라질 수 있지만 출력 여유도 줄어듭니다
포토트랜지스터가 깊게 포화되면 내부에 남은 전하 때문에 LED가 꺼진 뒤에도 컬렉터 전류가 즉시 사라지지 않습니다. 베이스–이미터 저항은 베이스 전류 일부를 이미터 쪽으로 우회시키고 저장 전하가 빠져나갈 경로를 제공합니다. 따라서 포화와 꺼짐 지연이 줄어들 수 있습니다. 하지만 켜진 상태에서 컬렉터가 흘릴 수 있는 전류도 줄 수 있으므로, 저항을 무조건 작게 만드는 방법은 아닙니다.
전류 전달비(CTR, Current Transfer Ratio)는 지정된 LED 전류·컬렉터–이미터 전압·온도에서의 출력 전류와 LED 전류의 비입니다. 베이스 저항을 붙인 뒤 회로에서 실제로 얻는 전류를 데이터시트의 베이스 개방 CTR 하나로 보장할 수 없습니다. 출력 전류가 부하 저항에 필요한 값보다 작아지면 LOW 출력 전압 V_OL이 높아져 다음 논리 회로가 LOW로 읽지 못할 수 있습니다. 또한 컬렉터 부하 저항, LED 전류, 온도와 포화 깊이가 전환 시간에 영향을 줍니다.
저항과 선택 커패시터를 시험하는 순서
파형에서는 서로 다른 시간을 나눠 적습니다. 입력 LED 전류가 바뀐 시점부터 출력이 실제 수신기의 논리 임계값을 넘을 때까지를 재면, 이 회로에서 신호가 전달되는 지연을 확인할 수 있습니다. 출력 상승 시간(rise time)과 하강 시간(fall time)은 출력 전압이 미리 정한 두 수준 사이를 움직인 시간으로 따로 잽니다. 비교표에 입력 시점, 출력 전압 기준, LED 전류와 출력 부하를 함께 적으세요. 부품 자료의 전파 지연(propagation delay) 및 상승·하강 시간은 그 자료의 파형 기준과 시험 조건을 확인한 뒤 비교해야 합니다.
- 사용 부품에 외부 베이스 핀이 있는지 핀 배치로 확인합니다. 입력 LED의 순방향 전류, 출력 전원과 부하 저항, 수신기의 허용
V_OL과 필요한 최소 펄스 폭을 적습니다. - 베이스 저항을 달기 전에 LED 입력과 출력 전압을 동시에 측정합니다. LED가 꺼진 시점부터 출력이 다음 회로의 HIGH 기준을 넘는 시점까지의 시간, LED가 켜진 동안의
V_OL을 기준값으로 기록합니다. - 베이스–이미터 저항을 연결한 뒤 값을 단계적으로 바꾸며 같은 조건의 파형을 비교합니다. 턴오프가 빨라져도
V_OL이 허용치보다 높아지거나 짧은 펄스가 빠지면 그 값은 사용하지 않습니다. - 커패시터가 필요한 경우 저항값을 정한 뒤 별도로 추가해 시험합니다. 커패시터는 잡음을 거르는 대신 베이스 전압 변화를 늦출 수도 있습니다. 원본의 470 pF를 속도 향상 부품으로 단정하지 않습니다.
- 최소 LED 구동 전류, 가장 큰 부하, 예상 온도 범위에서 펄스 폭·출력 HIGH/LOW·켜짐/꺼짐 시간을 다시 확인합니다.
LED 전류만 늘려 LOW를 더 낮추면 포화가 깊어져 오히려 꺼짐이 늦어질 수 있습니다. 속도와 논리 레벨을 같은 파형에서 함께 확인해야 합니다. 입력에 역전압이 걸릴 수 있다면 LED의 허용 역전압과 보호 다이오드의 방향·정격을 별도로 확인합니다. 광커플러의 절연 시험 전압도 완성 회로의 지속 사용 절연 전압과 같지 않으므로, 두 귀로의 절연 조건은 사용 부품과 기판 배치에 맞춰 확인합니다.
절연돼 있어도 빠른 공통모드 변화는 용량성 전류를 만듭니다
입력과 출력 사이에 직접 도전 경로가 없어도 기생 정전용량은 남습니다. 두 영역 사이 전압이 빠르게 변하면 단순 집중 용량 모델에서 i = C·dV/dt의 변위 전류가 흐릅니다. Vishay AN83의 공통모드 과도 내성 설명은 출력 컬렉터·베이스와 입력 LED 쪽의 여러 기생 경로를 구분합니다. 이 전류가 출력에 짧은 펄스나 의도하지 않은 전환을 만들 수 있으므로, 데이터시트의 입출력 용량 숫자 하나만으로 실제 오동작 한계를 계산할 수는 없습니다.
설명용 용량 1 pF에 1 kV/µs의 전압 변화율을 가정하면 순간 전류는 1 mA입니다. 이는 특정 부품의 실측이나 허용값이 아닙니다. 실제 부품의 공통모드 과도 내성(CMTI)은 전압 진폭과 상승·하강 변화율, 입력 LED와 출력 HIGH/LOW 상태, 전원·부하·온도 등 시험 조건을 함께 비교합니다. 출력 임계값·파형과 입력을 맞춰 확인하고, 고전압 시험은 해당 절연·계측 절차를 갖춘 환경에서 수행해야 합니다.
용량성 결합은 공통 GND나 점퍼로 두 영역을 도선처럼 다시 연결하는 문제와 다릅니다. CTR은 빛에 의한 입력·출력 전류 전달 특성이고 CMTI는 과도 신호에 대한 내성이므로 서로 대체하지 않습니다. 낮은 입출력 용량이나 높은 CMTI도 지속 사용 절연 전압·연면거리·공간거리 또는 완성 제품의 안전 적합성을 증명하지 않습니다.
English summary. Galvanic separation does not remove parasitic capacitance. CMTI depends on transient amplitude, slew rate and operating state; it is distinct from CTR and insulation qualification. The 1 pF, 1 kV/us example is arithmetic, not a device rating.