[아두이노] 왜 이제는 MOSFET을 쓰는가: BJT를 넘어서는 DC 모터 제어의 현실적인 선택
아두이노로 DC 모터를 제어하다 보면 누구나 한 번쯤 느끼는 순간이 있습니다.
“왜 이렇게 계산할 게 많지?”
베이스 전류 계산
hFE 가정
포화 조건 확인
발열 문제
이 모든 고민의 끝에서 자연스럽게 나오는 결론이 하나 있습니다.
👉 “MOSFET 쓰면 안 되나?”
결론부터 말하면:
👉 웬만한 경우, MOSFET이 더 좋은 선택이다
이 글에서는 그 이유를 원리 + 설계 관점 + 실무 기준으로 정리합니다.
1. BJT vs MOSFET: 구조부터 다르다
✔ BJT (전류 제어 소자)
베이스 전류 필요
입력 = 전류
출력 = 전류
👉 즉, 전류로 전류를 제어
✔ MOSFET (전압 제어 소자)
게이트 전류 거의 0
입력 = 전압
출력 = 전류
👉 즉, 전압으로 전류를 제어
2. 가장 큰 차이: “아두이노 입장에서의 부담”
✔ BJT
베이스 전류 필요 (수 mA ~ 10mA)
핀에 지속적인 부하 발생
✔ MOSFET
게이트 전류 거의 0
초기 충전 순간만 전류 흐름
👉 아두이노가 훨씬 편해짐
3. 발열 차이: 효율의 핵심
✔ BJT (포화 상태)
전력 손실:
P = Vce(sat) × Ic
예:
Vce ≈ 0.3V
Ic = 0.5A
👉 P = 0.15W → 열 발생
✔ MOSFET
전력 손실:
P = I² × Rds(on)
예:
Rds(on) = 0.05Ω
I = 0.5A
👉 P = 0.0125W
👉 발열이 10배 이상 차이
4. PWM 제어에서의 차이
✔ BJT
스위칭 속도 느림
손실 증가
고주파 PWM에 불리
✔ MOSFET
스위칭 빠름
손실 적음
PWM에 최적화
5. 설계 난이도 비교
| 항목 | BJT | MOSFET |
|---|---|---|
| 계산 | 복잡 | 단순 |
| 입력 전류 | 필요 | 거의 없음 |
| 효율 | 낮음 | 높음 |
| 발열 | 큼 | 작음 |
| 초보자 난이도 | 높음 | 오히려 쉬움 |
6. MOSFET 사용할 때 진짜 중요한 2가지
여기서부터가 실무 포인트다.
✔ (1) 로직 레벨 MOSFET 사용
아두이노는 5V 출력이다.
👉 일반 MOSFET은 10V 기준
그래서 반드시:
👉 Logic-Level MOSFET 선택
예:
IRLZ44N
IRLZ34N
✔ (2) Rds(on) 확인
낮을수록 좋음
발열과 직결됨
👉 기준:
0.1Ω 이하 → 무난
0.05Ω 이하 → 좋음
7. 게이트 저항은 왜 쓰나?
BJT의 베이스 저항과는 완전히 다르다.
✔ 역할
스위칭 시 순간 전류 제한
링잉(노이즈) 억제
MCU 보호
✔ 추천 값
100Ω ~ 330Ω
8. 언제 BJT를 써야 하나?
MOSFET이 항상 답은 아니다.
✔ BJT가 더 나은 경우
아주 작은 전류 (LED 등)
부품이 당장 없을 때
교육용 (개념 이해)
9. 실무 결론
👉 “모터 제어 = MOSFET이 기본값”
BJT는 이제:
학습용
간단한 회로용
10. 한 줄 정리
👉 BJT는 ‘동작’시키기 위한 선택,
MOSFET은 ‘제대로 설계’하기 위한 선택이다
마무리
DC 모터 제어에서 중요한 건 단순히 돌아가는 게 아닙니다.
발열 없이
효율적으로
안정적으로
이 세 가지를 만족시키는 순간,
그건 더 이상 취미 회로가 아니라 엔지니어링 설계입니다.
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