작은 다이오드의 후보를 좁히는 순서 (SMD Diode Identification)

표면실장 부품(surface-mount device, SMD)은 기판 표면의 패드(pad)에 붙이는 부품입니다. 상면 표기(top marking)는 몸체에 인쇄하거나 새긴 짧은 문자이고, 패키지(package)는 몸체의 크기와 단자 배열을 나타냅니다. 풋프린트(footprint)는 기판에 마련된 패드의 배열과 치수입니다. 작은 몸체에는 전체 부품 번호(part number)가 들어가지 않아 상면 표기가 다른 제품과 겹칠 수 있으므로, 글자 하나를 부품 번호로 확정하지 마십시오.

표기와 실장 방향을 떼기 전에 기록합니다

먼저 전원·배터리·외부 신호를 분리하고, 저장된 전하가 있는 회로는 잔류 전압을 확인합니다. 부품을 떼기 전에 기판의 위아래와 주변 부품이 함께 보이게 사진을 찍으십시오. 확대경이나 휴대전화 접사 화면에 빛을 비스듬히 비추고, 글자와 몸체의 띠·점·홈을 따로 기록합니다. 흐린 문자가 6인지 9인지, M인지 W인지 불분명하면 한쪽으로 고쳐 적지 마십시오. 몸체를 돌려 읽을 때 글자 모양도 달라지므로 사진에 원래 기판 방향을 남겨야 합니다.

두 단자 다이오드의 몸체에 띠가 있다면 캐소드(cathode) 표식의 후보로 보되, 그 제품의 데이터시트(datasheet)에서 실제 극성 표기를 확인하십시오. 데이터시트는 제조사가 핀, 치수, 전기적 한계와 시험 조건을 적은 문서입니다. 다이오드가 순방향으로 동작할 때 전류는 애노드(anode)로 들어가 캐소드로 나옵니다. 띠가 흐리거나 없는 세 단자 부품에 두 단자용 띠 규칙을 억지로 적용하지 마십시오.

몸체 치수와 실제 배선을 함께 봅니다

단자 수를 세고 몸체 길이·폭, 단자 간격을 재어 후보 데이터시트의 패키지 도면과 비교합니다. 몸체 밖으로 뻗은 금속 단자인 리드(lead)까지 포함한 전체 폭과 검은 몸체만의 폭은 다른 치수입니다. 캘리퍼(caliper)로 어디를 쟀는지 기록하고 도면에서 같은 위치끼리 대조하십시오. 기판의 패드 간격도 확인해, 외형이 비슷한 다른 패키지를 잘못 고르지 않도록 합니다.

다음에는 각 패드가 어느 배선으로 이어지는지 따라가십시오. 입력 전원 경로에 직렬(series)로 들어간 부품은 전원 극성을 거꾸로 연결했을 때 전류를 막는 역극성 보호 후보입니다. 릴레이(relay, 전자석으로 접점을 여닫는 스위치) 코일 양단에 연결된 부품은 코일 전류가 끊길 때 생기는 전압을 흘려 주는 플라이백 다이오드(flyback diode) 후보입니다. 커넥터(connector)의 신호선과 기준 전위 사이에 놓인 부품은 순간 과전압을 다른 경로로 흘려 입력을 보호하는 정전기 방전 보호 다이오드(ESD protection diode) 후보일 수 있습니다. 여기서 ESD는 electrostatic discharge, 즉 접촉 등으로 갑자기 이동하는 정전기 전하입니다. 가까이에 있다는 위치만으로 기능을 정하지 말고 실제 두 단자의 연결을 확인하십시오. 글자가 닳았다면 이 배선 정보와 회로도·부품표가 후보를 좁히는 주된 근거가 됩니다.

같은 세 단자 외형도 내부 연결이 다릅니다

제조사의 제품별 표기 자료에서 상면 표기와 패키지가 모두 맞는 후보를 찾은 뒤, 제품별 핀 도면을 기판 방향에 맞춰 보십시오. SOT-23(Small Outline Transistor-23)은 이름에 트랜지스터가 들어가지만 다이오드에도 쓰이는 세 단자 패키지 형식입니다. 몸체 모양이 같아 보여도 내부에 다이오드 두 개를 직렬로 넣거나 두 캐소드를 한 핀에 모을 수 있습니다. 두 캐소드를 한 핀에 묶은 구성을 공통 캐소드(common cathode)라고 합니다. 도면이 위에서 본 모습(top view)인지 아래에서 본 모습(bottom view)인지 확인해야 핀 번호를 뒤집지 않습니다.

아래 두 제품은 Nexperia 제품의 데이터시트에 한정한 실제 예시입니다. BAV99와 BAV70 모두 SOT-23이지만 내부 연결은 다릅니다. 데이터시트의 A7%, A4%에서 %는 몸체에 그대로 찍히는 문자가 아니라 생산 장소 코드가 들어갈 자리입니다. 다른 제조사의 같은 품번이나 비슷한 글자에도 이 표기를 그대로 적용하지 마십시오.

전원을 끈 상태에서 멀티미터(multimeter)의 다이오드 시험 모드(diode-test mode)를 사용하면 이 핀 도면을 간단히 대조할 수 있습니다. 빨간 프로브(probe)를 도면의 애노드, 검은 프로브를 캐소드에 놓고 표시를 기록한 다음 두 프로브를 바꿔 비교하십시오. 위 예시에서 BAV99는 1–3과 3–2, BAV70은 1–3과 2–3의 두 방향을 각각 살펴볼 수 있습니다. 세 핀의 가능한 쌍을 측정표에 남기면 다른 연결을 놓치기 어렵습니다. BAV99의 1–2 경로는 다이오드 두 개를 지날 수 있어, 계기의 시험 전압이 부족하면 정상품이라도 값이 표시되지 않을 수 있습니다.

기판에 붙은 상태에서는 주변 반도체나 저항의 병렬 경로(parallel path)가 측정값을 바꿀 수 있습니다. 예상과 다르면 전원과 잔류 전압을 다시 확인하고, 패드를 손상하지 않고 분리할 수 있을 때 부품을 회로에서 떼어 같은 핀 쌍을 재십시오. 한 번의 순방향 숫자나 OL 표시만으로 종류·부품 번호·역전압 정격 또는 고장 여부를 확정하지 마십시오. OL은 해당 계기의 시험 조건에서 읽을 수 없는 상태를 뜻합니다.

교체 후보가 남으면 핀 도면과 사용 조건을 다시 맞춥니다

후보를 고를 때는 상면 표기뿐 아니라 제조사, 정확한 부품 번호, 패키지 도면, 각 핀의 애노드·캐소드 연결이 모두 맞아야 합니다. 설치 전 사진과 기판 패드를 대조해 방향을 기록하고, 원래 부품이 맡던 역할에 필요한 역전압·전류·온도와 방열 조건을 제품 데이터시트에서 확인하십시오. 패키지가 같거나 멀티미터의 순방향 값이 비슷하다는 이유만으로 대체 가능하다고 판단하지 마십시오. 특히 전원 경로에 쓰인 쇼트키 다이오드(Schottky diode, 금속·반도체 접합을 이용하는 다이오드)는 실제 부하 전류와 부품 온도에서 순방향 전압 강하(forward voltage drop)와 방열 여유를 따로 확인해야 합니다.

전원을 꺼도 그림이 남는 전자종이(e-paper) 화면이 갱신되기는 하지만 회색으로 약하게 보이거나 잡음이 심하다면, 화면 케이블을 확인한 다음 표시부 전원 구역의 다이오드도 대조해 보세요. 설계가 쇼트키 다이오드를 요구하는 자리에 같은 외형의 제너 다이오드(Zener diode, 지정한 역방향 전압에서 전류가 흐르는 성질을 사용하는 부품)를 넣었다면 부품이 붙어 있어도 전원 회로가 의도대로 동작하지 않을 수 있습니다. 전원을 끄고 부품표·회로도와 몸체 표기, 띠 방향을 자리마다 맞춰 보세요. 종류나 방향이 틀린 부품을 찾았다면 정확한 부품으로 바로잡고 인접 단락을 검사한 뒤 다른 그림을 보내 실제 화면 갱신을 확인합니다. 특정 두 글자의 상면 표기를 모든 제조사의 부품에 통하는 식별 규칙으로 사용하지는 마십시오.

장착 후에는 전원을 넣기 전에 기판의 극성 표식과 실제 핀 연결, 이웃 패드 간 단락을 다시 확인합니다. 정상 부하의 기동 전류를 감안해 전원 공급기의 전류 제한을 설정하고, 부품 양단 전압·공급 전류·기능을 확인하십시오. 표기를 읽지 못하거나 코드·패키지·핀 도면·배선 중 하나라도 서로 맞지 않으면 후보를 확정하지 말고 원래 부품표나 보드 회로 자료를 더 찾으셔야 합니다.