솔리드 저항기는 탄소 분말에 저항값 조절을 위한 혼합재를 섞고 결합제인 폴리머와 함께 그대로 성형한 형태의 저항입니다. 따라서, 저항기 전체가 저항값을 갖는 막대형 덩어리로 되어 있어 솔리드(Solid) 저항이라고 부르며 탄소 분말에 다른 물질을 혼합한다는 의미로 Carbon Composition Resistor라고 부르기도 합니다. 하지만 국내에서는 솔리드 저항기라는 이름으로 더 많이 불립니다.
|
|
한 덩어리의 저항체로 이루어진 저항이기 때문에 정확한 정밀도가 높은 저항을 만들기는 어렵지만 소형으로 고내압, 고저항의 제품을 만들기가 용이합니다. 또한, 생산 가격이 저렴하고 고주파 특성도 양호하지만 습기에 약하고 온도계수 역시 큽니다. 요즘에는 많이 생산되고 있지 않은 저항 중의 하나입니다
---[탄소피막 저항기의 특징]
|
장점 |
단점 |
|
>> 기계적으로 견고하며 가볍고 소형이다.
>> 제조 가능한 저항치 범위가 넓다.
>> 단선불량 등의 치명적 불량이 거의 없다.
>> 절연체에 의해 보호되므로 내전압이 양호.
>> 소형저항기 중에서 Pulse 및 Surge에 강하다.
>> 고주파 특성이 양호 |
>> 온도·습도 의존성이 크다.
>> 구성재료의 제약으로 불연화가 곤란하다.
>> 온도계수와 전류잡음이 비교적 크다.
>> 정밀한 제품을 만들기 어렵다.
| | |
|
|
|
|
-3) 금속피막 저항기 |
|
|
정밀한 저항이 필요한 경우에 가장 많이 사용되는 저항기로 특히 고주파 특성이 좋으므로 디지털회로에도 널리 사용됩니다. 제조 방법은 세라믹 로드에 니크롬, TiN, TaN, 니켈, 크롬 등의 합금을 진공증착, 스퍼터링등의 방법으로 필름 형태로 부착시킨 후 홈을 파서 저항 값을 조절하는 방법으로 만듭니다.
대량생산에도 적합하고 온도특성, 전류 잡음 등 많은 장점을 가지고 있지만 재료의 특성상 탄소피막 저항기에 비해 가격이 비쌉니다.
----저항 범위：20Ω∼2ＭΩ
----전력 범위：1/8Ｗ,1/4Ｗ,1/2Ｗ
----오차 범위：±0.5％,１％,２％
----온도 계수：±25∼±250ppm/℃
------[금속피막저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 저항온도계수가 낮다.
>> 잡음이 대단히 낮다.
>> 내열성이 우수하다.
>> 경시변화가 매우 적다.
>> 고주파 특성이 양호하다.
>> 고정밀·고안정성의 저항기 제작이 가능 |
>> 가격이 비싸다.
|
|
|
|
| |
-4) 산화금속피막 저항기 |
| |
세라믹 로드에 금속산화물의 도전성 박막을 코팅하여 저항체를 형성하고 Cutting한 후 절연·보호도장을 하여 제조합니다. 소형으로 큰 전력용량의 저항기를 만들 수 있고 고온 안정성, 잡음, 주파수 특성도 우수한 저항입니다.
특히 열에 강하고 소형에 많은 전류를 흘릴 수 있어 전원 회로 등에 널리 사용됩니다.
저항 범위：10Ω∼100ｋΩ
전력 범위：0.5Ｗ,1Ｗ,2Ｗ,3Ｗ
오차 범위：±２％，５％
온도 계수：±200∼±350ppm/℃
------[산화금속피막저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 소형이면서 큰 전력에 견딜수 있다.
>> 실리콘계 도료의 상용으로 내열성,
불연성이 우수하다.
|
>> 소형이면서 큰 전력이 부하되므로 저항기의 표면온도가 높 게 상승되어 주위의 타 부품에 영향을 미칠수 있으므로 주의하여 사용한다.
>> 단위면적당의 전력밀도가 높아 저항기의 사소한 결함이 고 장으로 연결되기 쉽다.
>> 온도계수가 금속피막저항기에 비하여 높다.(±350ppm/℃)
|
|
|
|
| |
-5) 메탈 글래즈 저항기(Metal Glaze Resistor) |
| |
금속분말(RuO)과 유리 분말의 혼합물로 저항막을 만드는 저항기로 우수한 내습, 내열성을 갖습니다. 하지만 고가이기 때문에 널리 사용되기 보다는 고온이나 습도가 높은 가혹 환경에 사용되는 기기에 주로 사용됩니다.
----[메탈글래즈 저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 고정체 저항기와 금속피막저항기의 중간 특성을 같는다.
>> 내습성과 내열성이 우수하다.
>> 넓은 저항치 범위를 갖는다.
|
>> 고가이다.
|
|
|
|
| |
-6) 휴즈형 저항기(Fusible Resistor) |
| |
 |
휴즈형 저항기는 저항기의 특수한 형태중의 하나로 일정한 수준 이상의 전류가 흐를 때 흐름을 차단하도록 만들어진 저항기입니다.
물론, 다른 저항기 들도 정격 전압이나 정격전력 이상의 전류가 흐를 때는 저항이 파괴되지만 그 반응 시간이나 반응후의 전류 차단 특성을 보장하지는 않습니다.
휴즈형 저항기는 이런 특성을 이용하여 특정 조건에서 전류의 흐름을 차단하도록 만든 저항입니다.
|
-[휴즈형 저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 정상상태에서는 저항기로 동작하고 과전류가 흐를 때 단선상태로 되어 회로 및 기기를 보호한다
>> 저항기로서의 신뢰서이 높고 확실한 용단 특성을 갖는다.
>> 불연도장을 한 불연성 저항기이다. |
>> 단선상태로 되어있을 때 높은 전압이 가해지면 Arc 방전을 일으킬 우려가 있다.
>> Pulse 부하가 가해지는 회로에는 사용을 피한다
|
|
|
|
| |
-7) 권선형 저항기 (Wire Wound Resistor) |
| |
 |
지금까지 앞에서 설명한 저항기는 대부분 금속 또는 탄소의 피막형이었지만 권선형 저항기는 금속 저항 선을 세라믹 로드와 같은 권심에 감아서 일정한 저항 값을 갖도록 만든 저항기입니다.
따라서, 정밀한 저항값을 갖는 저항기를 만들기 용이할 뿐만 아니라 고온과 습도에도 우수한 특성을 갖는 저항기를 만들 수 있습니다.
|
안정성이 좋은 정밀저항이므로 주로 계측기 등에 많이 사용됩니다.
저항 범위：0.1Ω∼200ｋΩ
전력 범위：1/8W∼2W
공칭 오차：±0,.1%,１％
온도 계수：±30∼±100
----[권선형 저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 고온에 견디므로 부하전력을 크게 할수있다.
>> 과부하에 강하다.
>> 온도계수가 작다.
>> 잡음이 극히 적다.
>> 저저항값이 비교적 용이하게 얻어진다.
>> 기계적으로 강한 구조이다. |
>> 고저항값을 얻기가 어렵다.
>> 고저항의 경우 선경이 가늘어야 하므로 단선의 우려가 있다. | |
|
|
| |
-8) 권선형 무유도 저항기 (Non Inductive Wire Wound Resistor) |
| |
권선형 저항기는 권심에 저항선을 코일처럼 감아서 만들기 때문에 코일에 의한 유도 성분이 발생합니다. 이 유도 성분은 저항과 결합하여 고주파 대한 필터로 작용하거나 하여 전달되는 신호에 악영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 중요한 신호를 전달하는 경로에는 유도성분을 제거한 무유도 저항기를 사용합니다. 하지만, 탄소피막 저항기나 금속필름 저항기는 유도 성분이 있더라도 아주 미미하므로 굳이 무유도 저항기를 따로 분류하지는 않습니다. 권선형 무유도 저항기에서는 코일 형태의 저항선에 의한 유도 성분이 서로 상쇄되도록 감는 방향을 구분해서 감는 방법으로 유도성분을 제거합니다.
|
|
|
| |
-9) 시멘트 저항기(Cement Resistor)와 메탈클래드 저항기(Metal Clad Resistor) |
| |
 |
시멘트 저항기는 온도와 습도로부터 저항기를 보호하기 위하여 저항체를 시멘트 몰드에 넣어 만든 저항기입니다. 이렇게 만든 저항기는 내전압 특성이 우수하며 고온에도 잘 견디므로 주로 대전력을 다루는 부분에 사용됩니다.
|
|
시멘트 저항기 |
|
 |
또한, 비슷한 대전력 저항기 중에는 메탈클래드 저항기가 있는데 이 저항기는 방열성을 보다 높이기 위하여 방열핀을 갖춘 금속 케이스에 몰딩한 저항기 입니다. 메탈클래드의 금속 케이스에는 주로 알루미늄 등이 사용됩니다.
|
|
메탈클래드 저항기 |
|
시멘트 저항기와 메탈클래드 저항기에 사용되는 내부 저항체는 주로 권선형 저항기이지만 경우에 따라서는 다른 형태의 저항체가 삽입되기도 합니다.
------[시멘트 저항기와 메탈클래드 저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>>불연성이다.
>>방열특성이 우수하다. |
>> 무게가 무겁다.
>>부피가 크다. |
|
|
|
| |
-10) 후막칩 저항기(Thick Film Resistor) |
| |
 |
회로가 점점 소형화 되고 부품의 대부분이 SMT(Surface Mount Technology) 공법에 의해 장착되면서 개발된 새로운 형태의 저항기 입니다.
이러한 칩 형태의 저항기는 세라믹 기판 위에 저항체를 후막 형태로 얹어서 제조하며 지속적으로 소형화가 이루어지고 있습니다.
특히 고주파 특성이 우수하고 소형이므로 핸드폰, 컴퓨터등의 최신 기기들에는 대부분 이러한 칩 형태의 저항기가 사용됩니다. |
|
메탈클래드 저항기 |
|
회로가 점점 소형화 되고 부품의 대부분이 SMT(Surface Mount Technology) 공법에 의해 장착되면서 개발된 새로운 형태의 저항기 입니다.이러한 칩 형태의 저항기는 세라믹 기판 위에 저항체를 후막 형태로 얹어서 제조하며 지속적으로 소형화가 이루어지고 있습니다. 특히 고주파 특성이 우수하고 소형이므로 핸드폰, 컴퓨터등의 최신 기기들에는 대부분 이러한 칩 형태의 저항기가 사용됩니다.
------[후막칩저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>>소형·박형으로 고밀도 실장이 가능하다.
>>실장 코스트가 절감된다.
>>고주파 특성이 양호하다. |
>> 고가이다.
>> 납땜조건(온도·시간)의 관리가 필요하다.
>> 기판 Pattern 배선에 주의가 필요하다 |
|
|
|
| |
-11) 네트워크 저항기(Network Resistor) |
| |
 |
 |
부품의 집적도를 더욱 높이기 위한 방법 중에는 아예 여러 개의 저항기를 하나의 패키지 안에 넣고 저항 네트워크를 구성하여 IC와 같은 형태를 갖는 부품도 있습니다.
물론, 이 부품은 저항이지만 외형은 기존의 다른 저항기와 달리 단자가 여러 개 나와 있으며 칩 형태의 칩 네트워크 저항기와 다리(lead)를 갖는 일반형 어레이 저항기(Array Resistor)가 있습니다. |
|
칩 네트워크 저항기 |
어레이 저항기
|
|
------[네트워크 저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 직접화에 의해 조립공수를 줄이고 자동조립이 용이하다.
>> 고밀도 실장으로 실장면적이 감소한다. |
>> 고가이다.
>> 납땜조건(온도·시간)의 관리가 필요하다.
>> 기판 Pattern 배선에 주의가 필요하다 |
|
|
|
| |
-12) 박막형 칩 저항기(Thin Film Chip Resistor) |
| |
박막형 칩 저항기는 후막형 칩 저항기와 거의 같은 모양을 가지고 있지만 저항체 막의 두께가 훨씬 얇고 저항체 금속으로 Ni-Cr계, TiN, TaN 등이 주로 사용된다.
박막형 칩 저항기는 후막저항기보다 저항값 허용차와 저항온도계수특성이 정밀하고 전류 노이즈특성, 고주파특성이 우수하여 정밀 기기 등에 주로 사용된다.
|
|
|
| |
:: 가변 저항기(Variable Resistor) |
|
|
| |
가변 저항기는 저항 값을 바꿀 수 있는 형태의 저항의 총칭입니다. 흔히 볼륨(Volume)이라고 부르는 단어는 신호의 양을 조절한다는 의미이지만 일반적으로 손잡이를 돌려서 저항 값을 가감하는 가변저항을 가리킵니다.
영문 표기로는 potentiometer라는 단어를 더 많이 사용하지만 우리말로 포텐셔메타 라고 말할 때는 보다 정밀한 precision potentiometer를 주로 가리킵니다.
가변저항기의 종류에는 사용하는 저항체의 종류에 따라 탄소피막형(carbon film), 서미트형(Cermet), 권선형(wire wound) 가변저항기가 있으며 이밖에도 여러가지 신소재를 이용한 제품들이 개발되고 있습니다. 또한, 형태에 따라서는 일반적인 가변저항기와 반고정 저항기, 정밀형 가변저항기(Precision Potentiometer), IC형 가변저항기 등이 있습니다. |
|
|
|
| |
------[저항체 재료에 따른 가변저항의 종류]
| 종류 |
영문명칭 |
|
>>탄소피막 가변저항기 |
>>Carbon Film Variable Resistor |
|
>>서미트형 가변저항기 |
>>Cermet Variable Resistor |
|
>>권선형 가변저항기 |
>>Wire Wound Variable Resistor |
|
>>전도성 플라스틱 가변저항기 |
>>Conductive Plastic Variable Resistor |
------[형태에 따른 가변저항의 종류]
| 종류 |
영문명칭 |
|
>>볼륨형 가변저항기 |
>>Panel Mountable Potentiometer |
|
>>슬라이드 가변저항기 |
>>Slide Potentiometer |
|
>>반고정 저항기 |
>>Trimmer Potentiometer |
|
>>정밀형 가변저항기 |
>>Multi Turn Precision Potentiometer |
*위의 구분은 표준 용어가 아니라 업체에서 흔히 사용하는 관용 용어이므로 업체에 따라 표기 방법이 조금씩 다를 수 있습니다.
|
|
|
| |
-1) 탄소피막형 가변저항기 |
| |
가장 일반적인 형태의 가변저항기로 베이클라이트와 같은 절연기판 소재에 탄소 피막을 입혀 저항 값을 조절하고 저항기의 한쪽 전극을 탄소피막 위를 이동시켜 저항값을 조절합니다. 저항체의 특성은 일반적인 탄소피막 저항기와 거의 같으며 전극의 이동에 회전축을 이용하는 형태와 좌우로 이동하는 형태가 있습니다. 특히 가장 널리 사용되는 용도에는 오디오용 볼륨이나 Balancer 등이 있으며 흔히 볼륨이라고 할 때는 탄소피막형 회전축 가변저항을 의미합니다.
------[탄소피막형 가변저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 가격이 비교적 저렴하다.
>> 성능이 안정되어있다. |
>> 저항온도계수가 크다.
|
|
|
|
| |
-2) 서미트형 가변저항기 |
| |
세라믹을 절연체로 cermet(ceramic과 metal을 혼합한 저항체) 저항체를 이용한 정밀 가변저항입니다. Cermet은 탄소피막에 비하여 내구성이 강하고 정밀한 저항값 조절이 가능합니다. 또한, 온도계수가 낮고, 내습성이 우수하지만 가격이 비싸므로 주로 아날로그 회로의 바이어스 조정, 레벨 미조정 회로와 같이 세밀한 조정이 필요한 곳에 사용합니다
------[세미트형 가변저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 저항온도계수가 낮다.(±100 ∼ ±300ppm/℃)
>> 소형이다
>> 미세 조정이 가능하다. |
>> 가격이 비싸다.
|
|
| |
-3) 권선형 가변저항기 |
| |
권선형 고정 저항기와 마찬가지로 절연체 권심에 저항선을 감아 만듭니다. 권선형이므로 대전력형을 만들기가 용이하기 때문에 주로 전류, 전력 조절용 가변저항부에 많이 사용하지만 크기가 크고 높은 저항값을 얻기가 어렵습니다. 또한, 유도성분이 발생하기 쉬워 고주파 회로에는 적합하지 않습니다.
------[권선형 가변저항기의 특징]
| 장점 |
단점 |
|
>> 온도특성이 우수하다.(±50ppm/℃이하)
>> 고정밀 저항기가 가능하고 안정적이다.
>> 대전력형이 가능하다.
>> 절연체에 의해 보호되므로 내전압이 양호. |
>>고가이다.
>> 고저항값을 얻기가 매우 어렵다. (수Ω∼수㏀)
>> 대전력형인 경우 발열이 크다.
>> 주파수가 높은 교류에 사용이 어렵다. | |
|
|
| |
-4) 볼륨형 가변저항 |
| |
 |
앞에서도 잠시 절명했지만 볼륨형이라는 단어는 오디오의 볼륨에 주로 사용된다는 의미에서 나온 말입니다. 하지만 국내에서는 오디오 볼륨과 같은 형태 즉, 기기의 외부에 손잡이를 두고 항상 조절 가능한 형태의 가변 저항을 볼륨이라는 단어로 사용합니다. 그러나, 해외에서는 Volume이라는 단어 대신에 Potentiometer 또는 Attenuator라고 부르기도 합니다.
볼륨형 가변 저항은 대부분 탄소피막 저항체를 사용하며 사용 용도에 따라 밀폐형과 개방형이 있고 회전축을 중심으로 전극이 움직이는 형태가 가장 많이 사용됩니다. 좌우로 전극이 움직이는 경우에는 슬라이드 가변저항이라고 부릅니다.
|
|
|
|
| |
-5) 반고정 가변저항 |
| |
 |
반고정 저항은 볼륨형 저항과 달리 대부분 회로 기판에 직접 장착되며 회로의 동작점을 미세조정할 때 사용합니다.
그러므로, 케이스 외부로 노출되는 손잡이가 없는 대신 일자 혹은 십자 드라이버로 조절하도록 되어 있습니다.
이러한 반고정 가변저항은 영문으로 trimmer potentiometer라고 부릅니다.
|
|
|
|
| |
-6) 정밀 가변저항 |
| |
정밀 가변저항(Precision Potentiometer)은 일반형 가변 저항이 1회전 또는 270°의 회전각을 갖는데 비하여 2회전 이상의 회전으로 저항값을 보다 정밀하게 조절할 수 있는 저항을 말합니다. 정밀 가변저항에는 볼륨형과 반고정형이 있으며 주로 사용되는 형태는 반고정형입니다. 정밀 가변저항은 고정밀도를 요구하는 회로에 사용되기 때문에 Cermet 저항체 또는 권선형 저항체가 사용됩니다.
|
|
|
| |
:: 서미스터와 배리스터 |
|
|
| |
| 서미스터(Thermistor)와 배리스터(Varistor)는 저항의 일종이지만 다른 저항과는 용도가 조금 다릅니다. 이들 부품은 빛과 온도에 반응하여 저항값이 변하며 센서의 용도로 사용됩니다. |
|
|
|
| |
-1) 서미스터 |
| |
 |
일반적으로 모든 물질은 온도가 변화함에 따라 전기저항 값이 달라집니다.
저항기의 저항온도계수도 이 특성을 나타내는 것입니다. 저항기에서는 이 수치가 낮을수록 안정된 저항이라고 할 수 있지만 반대로 이 특성을 적극 활용한 부품이 바로 서미스터(Thermistor)입니다.
서미스터는 금속산화물을 혼합 성형한 후 소결(sintering)이라는 과정을 거쳐서 만드는 부품으로 저항이라기 보다는 반도체 소자에 가까운 부품입니다. 하지만 회로 안에서의 전기적인 역할은 분명히 저항이며 온도 센서의 역할을 합니다. |
| 표준형 NTC 서미스터 |
|
NTC(Negative Temperature Coefficient Thermistor) - 온도가 상승되면 저항값이 감서하는 특성을 갖는 서미스터입니다. (부온도특성 서미스터)
PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor) - 온도가 상승되면 저항값이 증가하는 특성을 갖는 서미스터입니다. (정온도특성 서미스터)
CTR(Critical Temperature Resister Thermistor) - NTC와 비슷하지만 온도가 상승되면 특정의 온도 이상에서 저항값이 급격히 감소하는 서미스터입니다.
이중에서 가장 널리 사용되는 것은 NTC 서미스터이며 컴퓨터의 메인보드에서부터 각종 냉온방기의 온도 센서로 널리 사용됩니다. 서미스터 소자의 온도 측정 범위는 -50℃ ~ 500℃까지 다양하지만 실제로는 실온 부근의 온도 측정에 가장 많이 사용되며 보다 고온의 온도 측정에는 PT100 측온저항체와 같은, 다른 종류의 온도 센서들이 사용됩니다.
|
|
|
| |
-2) 배리스터(Varistor) |
| |
 |
배리스터는 전압에 따라 저항값이 변하는 특성을 이용한 저항소자입니다. 배리스터는 어떤 임계전압 이하에서는 저항이 매우 높고 거의 전류가 흐르지 않으나 그 임계전압(배리스터전압)을 넘으면 급격히 저항이 낮아져 전류를 흐르게 하는 특성을 가지고 있어 과전압에 의한 반도체의 보호소자나 고주파 노이즈 필터 등으로 사용됩니다.
예를 들어 과전압 방지용으로 사용되었을 때에는 과전압이 흐를 때 배리스터가 연결된 회로가 저항이 0에 가깝게 줄어들므로 다른쪽에 연결된 회로에 전기가 흐르는 것을 방지하여 회로를 보호합니다. 배리스터 역시 순수한 저항이라기 보다는 반도체에 가까운 소자이며 주로 ZnO와 같은 금속 산화물로 만들어집니다.
이 때문에 흔히 MOV(Metal Oxide Varistor)라고 불리기도 합니다. |
| 원반형 Varistor |
| |
전자회로의 신호회로(미약전류)에서는 너무 의식할 필요없이 1/8W로 충분하지만, 전원회
로, 발광 다이오드의 전류제어용과 같은 저항에는 생각보다 큰 전류가 흐르기 때문에 정격전
력을 염두에 둘 필요가 있다.
저항의 모양과 표시기호
저항의 정격전력
예를 들면 12V의 전원전압을 사용하고, 5V에서 동작하는 회로를 동작시키려는 경우를 생각해 보자. 이와 같은 경우, 보통은 3단자 레귤레이터 등을 사용하지만, 간단히 저항만으로 전압을 떨어뜨리려고 한 경우, 저항의 저항값 이외에, 정격전력도 계산해 둘 필요가 있다.
이때, 5V에서 동작하는 회로의 소비전류를 모르면 계산할 수 없다. 부품의 규격표로에서 조사하거나, 시험 삼아 회로를 만들어 테스터로 측정해 보는 방법 등으로 구한다.
소비전류가 100mA였다고 하자.
저항값은 12V에서 5V로 낮추는 것이므로, 저항기에 7V가 걸릴 필요가 있기 때문에 7V÷0.1A=70Ω가 된다.
이 저항기에서의 소비전력은 70Ω×0.1A×0.1A(또는 7V×0.1A)=0.7W로 된다.
계산상으로 구해진 소비전력보다 여유가 있는 정격전력의 저항을 선택한다. 이 경우 1W가 적당할 것으로 생각한다.
기본적으로는 소비전력의 2배 정도에 해당하는 정격전력의 저항기를 사용하는 편이 무난하다.
1/8W의 저항으로는 어느 정도의 전류를 취급할 수 있는지를 계산해 보면,
47kΩ 저항의 경우, √0.125W÷47KΩ=√2.66×10-6=1.63×10-3=1.63mA로 된다. 전자회로의 신호회로에서 47kΩ에 이러한 전류가 흐르는 경우는 드물다(흐를 때는 1.63mA×47kΩ으로 되어 76.6V가 걸리는 경우이다).
 저항기의 개요
- 저항기란 전류의 흐름을 억제하는(흐름을 곤란하게 하는) 기능을 가지고 있다.
회로도의 기호로는  으로 표시한다. 저항값의 단위는 ohm(Ω:옴)이 사용된다. 그리고, 1000Ω은 1kΩ(킬로옴), 1000kΩ은 1MΩ(메가옴)이라 부른다.
저항기는 크게 고정저항기와 가변저항기로 나누어진다(이에 대해서는 나중에 설명한다). 그리고 사용하는 재료에 따라 탄소계와 금속계로 분류된다.
저항기를 사용하는 경우에 중요한 포인트는 저항값은 물론이거니와, 정격전력, 저항값 오차가 있다.
정격전력이란 저항기가 견딜 수 있는 소비전력(W:와트)으로, 전력은 전류의 제곱(I2)×저항(R)으로 구할 수 있으며, 이 이하로 사용하지 않으면 저항기가 열을 발생하게 되고 결국 타버리는 경우도 흔히 있다.
전자회로에서 흔히 사용되는 것으로 1/8W, 1/4W, 1/2W 등이 있다.
전자회로의 신호회로(미약전류)에서는 너무 의식할 필요없이 1/8W로 충분하지만, 전원회로, 발광 다이오드의 전류제어용과 같은 저항기에는 생각보다 큰 전류가 흐르기 때문에 정격전력을 염두에 둘 필요가 있다.
정격전력
- 예를 들면 12V의 전원전압을 사용하고, 5V에서 동작하는 회로를 동작시키려는 경우를 생각해 보자. 이와 같은 경우, 보통은 3단자 레귤레이터 등을 사용하지만, 간단히 저항기만으로 전압을 떨어뜨리려고 한 경우, 저항기의 저항값 이외에, 정격전력도 계산해 둘 필요가 있다.
이때, 5V에서 동작하는 회로의 소비전류를 모르면 계산할 수 없다. 부품의 규격표로에서 조사하거나, 시험 삼아 회로를 만들어 테스터로 측정해 보는 방법 등으로 구한다.
여기서는 그 소비전류가 100mA였다고 하자.
저항값은 12V에서 5V로 낮추는 것이므로, 저항기에 7V가 걸릴 필요가 있기 때문에 7V÷0.1A=70Ω가 된다.
이 저항기에서의 소비전력은 70Ω×0.1A×0.1A(또는 7V×0.1A)=0.7W로 된다.
계산상으로 구해진 소비전력보다 여유가 있는 정격전력의 저항기를 선택한다. 이 경우 1W가 적당할 것으로 생각한다.
기본적으로는 소비전력의 2배 정도에 해당하는 정격전력의 저항기를 사용하는 편이 무난하다.
- 1/8W의 저항기로는 어느 정도의 전류를 취급할 수 있는지를 계산해 보면,
47kΩ 저항의 경우, √0.125W÷47KΩ=√2.66×10-6=1.63×10-3=1.63mA로 된다. 전자회로의 신호회로에서 47kΩ에 이러한 전류가 흐르는 경우는 드물다(흐를 때는 1.63mA×47kΩ으로 되어 76.6V가 걸리는 경우이다).
저항값
- 저항값의 표준에 대해서는 우리나라 KS 규격으로도 정해져 있지만, KS 규격은 그 대부분이 일본 JIS 규격을 모방하고 있으며, 실제로 업계에서는 JIS 규격을 훨씬 많이 이용하고 있다.
그래서 여기서도 JIS를 기준으로 설명한다. 저항값의 표준은 JIS C5001에서 E 표준 계열로 정해져 있다. 이것은 10을 대수적으로 몇 등분하여 정해져 있다.
- 예를 들면 E3의 경우, 10을 대수적으로 거의 3등분하여 [1], [2.2], [4.7], [10]으로 하고 있다.
E6의 경우는 [1], [1.5], [2.2], [3.3], [4.7], [6.8], [10]으로 된다.
E12는 [1], [1.2], [1.5], [1.8], [2.2], [2.7], [3.3], [3.9], [4.7], [5.6], [6.8], [8.2], [10]으로 된다.
저항값이 언뜻 보기에 제각기 무질서한 값으로 보이는 것은 이와 같은 이유 때문이다. E 계열은 3, 6, 12 이외에 24, 48, 96, 192라는 계열이 있지만, 저항값으로는 통상은 E12 계열을 사용하고 있는 것 같다(특수한 경우에는 그 이상을 사용하는 경우도 있을 것이다). 저항값의 표시는 숫자로 인쇄하기 위해서는 부품이 작기 때문에 컬러코드(color code)라고 하는 색깔로 표시하고 있는 경우가 많은데, 1/2W 이하의 저항기은 대부분 컬러코드로 표시하게 때문에 컬러코드를 읽는 법도 꼭 알아 둘 필요가 있다(컬러코드를 읽는 방법은 나중에 설명한다).
고정저항기
- 고정저항기란 명칭과 같이 저항값이 고정된 것으로, 전자회로에 널리 사용된다.
탄소피막 저항기
- 가장 일반적이고 저가격의 저항기이다. 저항값의 오차는 ±5%의 저항기가 가장 많다. 정격전력으로는 1/8, 1/4, 1/2 등이 많다.
탄소피막 저항기는 잡음이 심하다고 하는 결점이 있기 때문에, 아날로그 회로에는 금속계의 저항기를 사용하는 경우도 많다.
경험적으로는 아날로그 회로의 미소한 신호를 증폭하는 곳에는 가급적 금속계 저항기를 사용하고, 일반 디지털 회로에서는 저렴한 탄소계 저항기를 사용해도 잡음 때문에 고민하는 경우는 없었다.
- 저항기의 크기는 대개 아래 사진과 같이 되어 있다. 사실은 규격이 있겠지만, 실제 구입할 때는 크기를 보고 가늠하는 경우가 많기 때문에 구입시 가늠의 기준으로 생각하기 바란다.
-
-
-
-
-
사진의 상측부터
1/8W
1/4W
1/2W
의 저항기이다.
-
-
-
-
|
정격전력(W) |
굵기(mm) |
길이(mm) |
|
1/8 |
2 |
3 |
|
1/4 |
2 |
6 |
|
1/2 |
3 |
9 |
-
이 저항기는 저항 어레이라 부르는 것으로, 여러 개의 같은 값을 가진 저항기가 일체형으로 만들어져 있다.
각 저항기의 한쪽이 내부에서 접속되어 있는 것도 있다.
여러 개의 발광 다이오드 전류를 제어하는 경우 등, 실장 공간이 적게 해결되어 편리하다.
좌측 사진의 저항기는 8개의 저항기가 아래 좌측 그림과 같이 되어 있다. 단지 저항값만(470Ω이라는 식으로) 표시되어 있는 것은 이 타입이다. 9개의 리드(다리)가 있으며, 저항값의 인쇄면에서 보았을 때, 맨 좌측의 리드가 공통(common) 리드이다.
- 같은 모양이면서, 4S470Ω이라는 식으로 머리에 4S를 붙여 표시하고 있는 저항 어레이도 있다. 이 타입은 리드가 8개로 아래 그림의 우측과 같이 독립된 저항기가 4개 내장되어 있는 것이다. 이러한 저항기의 정격전력은 대략 1/8W 정도라고 생각된다.
사이즈는 9개의 리드가 있는 타입의 경우, 폭 23mm, 높이 5mm(검은 부분), 두께 1.8mm이며, 8개의 리드가 있는 타입은 폭 20mm, 높이 5mm, 두께 1.8mm였다.
-
-
-
금속피막 저항기
- 탄소계 저항기보다 오차가 적은 높은 정밀도의 저항값이 필요한 경우에 사용된다.
오차는 ±0.05% 정도의 것도 있지만, 일반적인 전자회로에서는 그다지 고정밀도가 요구되는 저항기는 사용되지 않으며, 고정밀도라고 해도 ±1% 정도의 저항기로 충분한 것 같다. 그리고 금속피막 저항기는 비싸기 때문에 꼭 필요한 경우에 부분적으로 사용하면 좋을 것이다.
금속피막 저항기의 저항체 재료는 Ni-Cr(nichrome) 등이 사용되고 있는 것 같다. 금속피막 저항기의 용도는 브리지 회로, 필터와 같이 저항값의 오차가 회로의 성능에 크게 영향을 미치는 경우, 그리고 아날로그의 잡음이 마음에 걸리는 회로 등에 사용한다.
-
가변저항기
- 가변저항기는 일반적으로 볼륨(variable ohm)이라 부르는 경우도 많다. 라디오의 음량조정과 같이 용이하게 저항값을 바꿀 수 있는 것과, 전자회로에서 부품의 오차에 의한 동작 상태를 조정(adjust: ADJ)해야 하는 경우 등에 사용하는, 통상 저항값을 바꾸지 않는 반고정 저항기가 있다.
통상적인 가변저항기, 반고정 저항기는 회전할 수 있는 각도가 300도 정도이지만, 저항값을 세밀하게 조정하기 위해 기어(gear)를 조합하여 다회전(10∼25회 정도)시킬 수 있는 퍼텐쇼미터(potentiometer)라는 것도 있다.
- 사진의 우측에 있는 것은 음량조정과 같이, 저항값을 용이하게 바꿀 수 있는 가변저항기이다. 중앙에 있는 4개는 여러 가지 형태의 것이 있는데, 프린트 기판 등에 실장하는 반고정 가변저항기이다. 좌측에 있는 2개는 퍼텐쇼미터(potentiometer)라 부르는 것으로, 좌측에 있는 나사를 돌려 저항값을 변화시킨다. 퍼텐쇼미터의 형태는 이 사진과 같은 것 이외에, 맨 우측의 형태에 가까운 것도 있다. 용도에 따라 형상을 선택할 수 있다.
회로기호는  으로 표시한다.
수광소자(Cds)
- 빛에 의해 저항값이 변화하는 부품이 있다. 카드뮴을 사용한 것으로, 빛이 닿으면 저항값이 작아진다.
수광감도, 크기, 저항값 등에 따라 여러 종류가 있다.
-
기타 저항기
- 탄소피막 저항기, 금속피막 저항기 이외에 흔히 사용되는 저항기의 종류로는 권선저항기가 있다.
권선저항기는 금속의 미세한 선을 재료로 사용한 것으로, 선의 길이를 조정함으로써 정밀한 저항값을 얻을 수 있다.
그리고 굵은 선재를 사용할 수 있어, 대전력용의 저항기를 만들 수 있다. 실제로는 정밀한 저항값을 얻는 것보다 대전력용 저항기의 용도가 많을 것으로 생각한다. 결점으로는 선을 절연체에 코일 형태로 감아 붙이기 때문에, 주파수가 높은 회로에는 사용할 수 없다.
- 흔히 볼 수 있는 것으로는 저항기를 법랑으로 덮은 할로우(hollow) 저항기와, 세라믹 케이스에 삽입하여 특수한 시멘트로 굳힌 시멘트 저항기 등이 있다. 1∼2W부터 수십 W의 것까지 다양한 종류가 있다.
대전력용 저항기를 사용하는 경우, 다량의 열이 발생하기 때문에(저항기는 열에 견딜 수 있도록 되어 있지만, 열은 발생한다) 방열을 충분히 고려할 필요가 있다.
-
좌측의 사진은 할로우 저항기인데, 상측이 10W의 것으로, 굵기 13mm, 길이 45mm, 하측이 50W의 것으로, 굵기 29mm, 길이 75mm이다.
상측은 부착 고리를 붙인 상태이다. 절연하기 위해 애자로 된 구조로 되어 있다.
 
컬러코드(color code)를 읽는 방법
-
|
색깔 |
수치 |
비 고 |
|
흑색 |
0 |
제1, 2, (3)숫자, 승수 |
|
갈색 |
1 |
제1, 2, (3)숫자, 승수, 오차 |
|
적색 |
2 |
제1, 2, (3)숫자, 승수, 오차 |
|
등색 |
3 |
제1, 2, (3)숫자, 승수 |
|
황색 |
4 |
제1, 2, (3)숫자, 승수 |
|
녹색 |
5 |
제1, 2, (3)숫자, 승수 |
|
청색 |
6 |
제1, 2, (3)숫자, 승수? |
|
자색 |
7 |
제1, 2, (3)숫자 |
|
회색 |
8 |
제1, 2, (3)숫자 |
|
백색 |
9 |
제1, 2, (3)숫자 |
|
금색 |
5% |
오차 |
|
은색 |
10% |
오차
| |
저항기(Resistance) 
