전자회로 설계 시 부품의 오차율(Tolerance)과 특성 편차(Parameter Variation)를 이해하는 것은 회로의 안정성을 결정하는 핵심 요소입니다.

트랜지스터를 포함하여 실제 현장에서 체감되는 편차 순위입니다.

진공관은 현대 소자에 비해 제조 공정의 변수가 매우 많습니다.

• 물리적 구조: 캐소드, 그리드, 플레이트 사이의 미세한 거리 차이가 증폭률(mu)에 큰 영향을 미칩니다.
• 열적 변수: 히터의 가열 상태에 따라 특성이 실시간으로 변하기도 합니다.
• 매칭 필요성: 스테레오 오디오 회로에서는 실측치가 유사한 제품을 선별한 'Matched Pair' 사용이 권장됩니다.

커패시터와 저항은 형태(Package)보다는 재질이 오차율을 결정하는 핵심 요소입니다.

• 커패시터: 전해 커패시터는 오차가 매우 크며, 필름 커패시터나 적층 세라믹(MLCC) 중 C0G/NP0 등급은 상대적으로 정밀합니다.
• 저항:
  • THT(Through-Hole): 리드선이 있는 부품으로, 과거에는 오차가 컸으나 최근 금속피막형은 정밀도가 높습니다.
  • SMD(Surface Mount): 자동화 공정에 최적화되어 생산 편차가 매우 적으며, 회로의 기생 성분을 줄이는 데 유리합니다.

IC 내부의 소자들은 하나의 기판 위에서 동시에 만들어지기 때문에 절대값보다 상대적 비율(Ratio)이 극도로 정확합니다.

• 회로 설계 시 절대 저항값보다는 저항 비(Ratio)를 이용한 설계가 IC 내부에서 정밀도를 확보하는 핵심 기술입니다.

트랜지스터는 단순한 '오차'를 넘어 제조 공정상 발생하는 '특성 편차'가 매우 큽니다.

동일한 모델명의 트랜지스터(예: 2SC1815)라도 제조 공정의 미세한 차이로 인해 증폭률이 수배 이상 차이 날 수 있습니다.

• 랭크 구분: 제조사는 이를 측정하여 O(Orange), Y(Yellow), GR(Green), BL(Blue) 등의 등급을 매겨 출하합니다.
• 설계 대응: 좋은 설계는 트랜지스터의 hFE가 변하더라도 회로의 전체 동작(Gain)이 일정하도록 피드백(Feedback) 회로를 구성하는 것입니다.

• THT (TO-92 등): 방열 특성이 상대적으로 좋으나, 내부 리드선의 길이에 의한 기생 인덕턴스가 존재합니다.
• SMD (SOT-23 등): 부품 크기가 작아 공정 제어가 정밀하며, 고주파 특성이 우수합니다. 최근에는 대량 생산 시 SMD의 특성 균일도가 THT보다 소폭 높은 경향이 있습니다.