브리지 정류와 평활: 교류를 직류로
커패시터를 키워 골을 메워 보라
옅은 곡선은 정류된 봉우리이고 굵은 곡선은 커패시터를 지난 출력이다. 커패시터를 키워 보라. 봉우리 사이의 골이 메워지며 출력이 점점 평평해진다.
다리를 건너 두 반주기를 모은다
다이오드 네 개를 다이아몬드 모양으로 엮은 것이 브리지다. 입력이 양일 때는 마주 보는 두 다이오드가 켜져 부하에 한 방향으로 전류를 흘리고, 입력이 음일 때는 나머지 두 다이오드가 켜진다. 그런데 어느 경우든 부하를 지나는 전류의 방향은 같다. 그래서 음의 반주기가 버려지지 않고 위로 접혀 올라간다. 이것이 전파 정류다.
전파 정류, 골이 얕고 잦다
반주기 하나만 통과시키는 반파 정류와 달리, 전파 정류는 두 반주기를 모두 봉우리로 바꾼다. 그래서 봉우리가 입력의 두 배 주파수로 촘촘하게 늘어선다. 봉우리 사이의 빈 골이 얕고 자주 채워질 기회가 오므로, 같은 커패시터로도 훨씬 매끈하게 다듬을 수 있다. 다리 양쪽 경로에서 다이오드를 두 개씩 지나므로 봉우리 높이는 입력 첨두에서 다이오드 강하 두 개만큼 낮다.
커패시터가 골을 메운다
출력에 커패시터를 나란히 걸어 둔다. 봉우리가 오를 때 커패시터는 첨두까지 빠르게 충전되고, 봉우리가 지나 입력이 떨어지면 커패시터가 부하로 천천히 방전하며 전압을 떠받친다. 다음 봉우리가 다시 채워 줄 때까지 버티는 것이다. 남는 작은 출렁임이 맥동이며, 커패시터가 클수록 방전이 느려 맥동이 작아진다. 전파 정류와 큰 커패시터를 합치면 거의 평평한 직류가 된다.
첫 화면으로 돌아가서
커패시터가 작을 때 출력은 봉우리를 따라 골까지 0으로 곤두박질쳤다. 커패시터를 키우자 봉우리에서 채운 전하가 골을 버텨 내며 출력이 점점 평평해졌다. 그 평평함의 바탕에는 두 가지가 함께 있다. 브리지가 음의 반주기마저 봉우리로 접어 올려 골을 얕고 잦게 만든 것과, 커패시터가 그 얕은 골을 메운 것이다. B1의 정류가 두 반주기를 모두 쓰도록 자라고, 거기에 평활이 더해져 전원의 앞단이 완성되었다.
이어지는 흐름
여기까지 다이오드는 흐름을 한 방향으로 정하거나 자르거나 고정했다. 다음 묶음에서는 한 발 더 나아가, 작은 입력 전류로 훨씬 큰 전류를 제어하는 소자를 만난다. 바로 트랜지스터다. 첫 유닛에서 BJT가 어떻게 작은 베이스 전류로 큰 컬렉터 전류를 다스리는지, 그 전류 제어의 원리부터 본다.