LED 및 전자소자 용어 Vf, If, Iv 확실히 알아보기 (ft. 헷갈리는 이유)

LED와 전자소자 등을 다루다 보면 제품의 데이터시트에 등장하는 Vf, If, Iv 같은 기호들이 생각보다 헷갈리게 다가올 때가 있습니다. 특히 처음 전자부품을 공부하거나 제품 설계를 할 때, 이 약자들이 얼핏 비슷해 보이거나 정확한 의미를 몰라서 실수를 하는 경우가 많은데요, 오늘은 이와 같은 혼란을 깔끔하게 정리해보도록 하겠습니다.

LED 데이터시트를 읽을 때 가장 중요한 것은 '기호가 나타내는 대상'을 정확히 이해하는 것입니다. 그래야지만 실제 제품 적용이나 회로 설계에 실수를 하지 않을 수 있습니다. 아래 글에서는 기호 하나하나가 정확히 무엇을 의미하는지, 표와 함께 간결하고 확실하게 정리해보고자 합니다. 관련 정보를 찾고 계셨던 분들께 조금이나마 도움이 되길 바랍니다.

 

목 차

• 1. 전류(Current)와 전압(Voltage), 그리고 기호 'I'의 의미

• 2. LED 데이터시트 주요 항목 정리: Vf, If, Iv

• 3. 헷갈리기 쉬운 Vf, If, Iv 실전 예시로 완벽 이해

• 4. 기억해두면 좋은 공식들

 

1. 전류(Current)와 전압(Voltage), 기호 'I'의 의미

전류(Current)는 흐르는 전하의 양을 의미합니다. 물이 파이프를 통해 흐르는 것과 비슷하게, 전류는 전선 안을 흐르는 전자의 양을 나타냅니다.  
전압(Voltage)은 이 흐름을 만들어주는 '밀어내는 힘'입니다.

여기서 주의해야 할 점은, 전류를 가리키는 기호가 C가 아니라 I라는 사실입니다.  
이는 19세기 프랑스 물리학자인 앙드레 마리 앙페르(André-Marie Ampère)가 '전류의 세기(intensité de courant)'라는 표현을 사용했던 데에서 유래했습니다. 'Intensity'의 첫 글자인 I를 따와 전류를 I로 표기하게 된 것입니다.

즉, 관례적으로 '전류'는 'Intensity'를 뜻하는 'I'로 나타내며, 이는 국제적으로 통용되는 표기입니다.

 

2. LED 데이터시트 주요 항목 정리 : Vf, If, Iv

 

LED 데이터시트를 보면 주로 위 세 가지 항목이 등장합니다.  
각 항목은 다음과 같은 의미를 가집니다.

 - Vf (Forward Voltage) : LED에 순방향 전류를 흘릴 때 필요한 전압입니다. 너무 낮으면 LED가 켜지지 않고, 너무 높으면 손상될 수 있습니다.
 - If (Forward Current) : LED에 순방향으로 흐르게 하는 전류량입니다. 일반적으로 20mA 정도가 표준입니다.
 - Iv (Luminous Intensity) : LED가 빛을 얼마나 밝게 내는지를 나타냅니다. 전류와 전압이 적절할 때 측정한 광강도입니다.

여기서 핵심은 Iv가 전류를 나타내는 것이 아니라, 빛의 밝기(휘도)를 의미한다는 것입니다.  
If는 전류, Iv는 광강도입니다. 이 둘을 혼동하면 회로 설계에 큰 문제가 생깁니다.

 

3. 헷갈리기 쉬운 Vf, If, Iv 실전 예시

더 자세히 위의 표를 기준으로 하나씩 살펴보겠습니다.

▣ Vf (순방향 전압)

Vf는 LED가 정상적으로 동작하기 위해 필요한 전압입니다.

예를 들어, 데이터시트에 Vf가 2.8V ~ 3.2V라고 되어 있다면, 회로 설계 시 3.0V를 기준으로 약간의 여유를 두고 3.2V 이하로 설계해야 합니다.  
만약 전압이 3.5V 이상으로 올라가면 LED가 과열되거나 수명이 급격히 줄어들 수 있습니다.

▣ If (순방향 전류)

If는 LED에 흘려야 하는 전류의 양입니다.

표준 20mA로 운용하는 것이 가장 이상적입니다.  
하지만 30mA까지는 견딜 수 있으니, 만약 빛을 조금 더 밝게 하고 싶다면 25~28mA 정도까지 설정할 수도 있습니다.  
단, 전류가 많아질수록 발열이 심해지고 LED 수명이 짧아진다는 점을 반드시 고려해야 합니다.

▣ Iv (광강도)

Iv는 LED가 내는 빛의 밝기입니다.

500mcd라면, 눈으로 보았을 때 꽤 밝은 빛을 기대할 수 있습니다.  
특히 LED 표시등, 인디케이터 용도로는 300~500mcd면 충분합니다.  
반면 플래시라이트나 조명용 LED는 Iv가 수천 mcd를 넘어야 합니다.

▣ 흔히 실수하는 경우

아래는 LED를 다루다 보면 초기에 흔히 실수하는 경우들입니다.
 - 만약 Iv를 보고 "아 이게 전류량인가?"라고 착각해서 회로를 짜면, 빛 밝기는 원하는 만큼 안 나오고 LED가 제대로 켜지지 않습니다.
 - 또는 Vf를 무시하고 5V를 바로 인가하면, LED가 순식간에 과열되어 타버릴 수 있습니다.

4. 기억하면 좋은 공식

마지막으로 기억하면 좋은 공식들 정리해봅니다.

 - 전압(V) = 전류(I) × 저항(R)** (옴의 법칙)
 - LED 회로에서는 **항상 전류제한 저항**을 같이 설계한다.
 - 전류제한 저항값은 보통  [ 저항값(Ω) = (공급 전압 - Vf) ÷ If ] 공식으로 구합니다.