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저항의 모든 것 4편 | 풀업/풀다운 저항 원리와 사용법

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저항 하나 값을 잘못 잡아서 I2C 통신이 간헐적으로 끊기는 걸 며칠 동안 못 찾은 적이 있습니다. 스코프로 파형을 찍어보니 신호가 High로 올라가는 속도가 너무 느려서, 클럭이 빨라지는 구간에서 데이터가 깨지고 있었습니다. 원인은 다름 아닌 풀업 저항값이었고, 그때 저는 풀업 저항이 "그냥 아무 값이나 달아두면 되는 부품"이 아니라는 걸 제대로 배웠습니다. 디지털 회로에서 가장 기본이면서도 가장 만만하게 보는 이 부품, 오늘은 풀업과 풀다운 저항의 원리부터 실무 주의사항까지 정리해보겠습니다. 풀업·풀다운 저항을 쓰는 이유와 원리 [풀업/풀다운 저항의 개념 정리] 디지털 입력핀은 전원(VCC)이나 그라운드(GND) 어느 쪽에도 연결되지 않으면 전압이 정해지지 않은 상태가 됩니다. 이걸 플로팅(Floating) 상태라고 부르는데, 이 상태에서는 주변 노이즈나 정전기만으로도 핀의 전압이 흔들려서 High와 Low가 랜덤하게 읽힐 수 있습니다(출처: 그래블로 도움말, 풀업/풀다운 저항 ). 이 문제를 해결하는 방법이 풀업(Pull-up)과 풀다운(Pull-down) 저항입니다. 풀업 저항은 전원과 입력핀 사이에 저항을 넣어서, 아무것도 안 눌렀을 때는 High로 고정하고 스위치가 눌리면 GND로 전류가 흘러 Low가 되게 만듭니다. 풀다운은 반대로 저항을 GND 쪽에 걸어서 평상시 Low를 유지하다가 스위치가 눌리면 High가 되게 합니다. 여기서 핵심은 입력핀의 임피던스가 풀업 저항보다 훨씬 크다는 점입니다. 일반적으로 마이크로컨트롤러 입력핀의 임피던스는 100k~1M옴 수준으로 알려져 있는데, 이게 풀업 저항값보다 훨씬 크기 때문에 스위치가 열린 상태에서는 풀업 저항 양단에 전압강하가 거의 없이 핀 전압이 전원전압에 가깝게 유지됩니다. 저는 신입 엔지니어에게 이 개념을 설명할 때 항상 "전류가 흐를 수 있는 가장 쉬운 길을 만들어주는...