기초전자부품 까벌리기 코너입니다. 많이 뽀사봐야 속을 압니다.흥미와 관심의 첫걸음입니다.
고까이것 뭐 대충 알면되지?그게 무슨 대수라고말여.서당개 삼일이면 검을玄은 안다쟎여.대충알면 대충사람됩니다.그려도 IT강국 "대한민국인"이라면 대충은 알아야지요.어디 그럼 슬슬 대충 합니다. 기냥 눈에 힘빼시고 핀안허게 보십시요잉. 요담에는 만화가 양념으로다가 들어갑니다잉.
쭉~~~~~~~~ 다른데로 퍼가지 마소서.
아이씨~ 헉! 그런 심한 욕을.....,((((>_<)))) 소개합니다. IC는 전기적인 회로를 조그마한 실리콘단결정판에다가 집적화(모아 모아서 쌓아 놓은 형태)를 시켜 놓은 전자부품을 말합니다.외형상 여러가지 형태로 나누어집니다. 한꺼번에 너무 많이 나열하면 좀 피곤하요잉.근다고 비양심적으로 딴데가서 퍼와서 막 올리지 않습니다. 먼저 IC 핀번호를 직독하는 방법을 아래 그림으로 나타냅니다.
아래사진은 IC를 스캐너 안에 넣어 사진파일을 생성한것입니다. 맨위에 있는 28핀 IC는 ROM(Read only Memory:읽기전용기억)이라고 하여 전기가 공급되지 않아도 정보가 없어지지 않고 보존된 상태를 유지합니다. 가운데 보이는 것은 IC Chip입니다. 여러가닥이 보이는것은 금실입니다.IC다리핀으로 연결을 위해 금실(Gold Wires)을 초음파을 이용해 칩의 단자에 용접을 해놓은 상태라고 생각하시면 됩니다. 순금으로 순도는 99.9999%라고 합니다. 아래의 창이 있는 두개의 IC는 세라믹재료로 형상을 만들어 저온과 고온에서 동작하는 범위가 넓어 산업용으로 많이 사용되고 맨 아래 사진의 플라스틱재료의 형상은 일반용으로 영하이하의 온도와 고온에서는 정상적인 동작을 보장하지 못합니다. 영하의 기온에서 동작을 하지 않거나 여름에 컴퓨터가 작동이 안되는 경우는 주변온도에 따라 반도체의 특성이 달라지기 때문입니다. 사람도 마찬가지죠. 더우면 두뇌세포의 활동의 둔화로 머리 회전이 잘 되지 않는 것이죠. 가만! 저기 머리 좌우로 돌리고 있는 사람...그게 아닌데...희한하네. 더위를 먹었나? IC상면에 석영유리창이 있는 것은 기억된 정보를 소거하기 위해서 만들어져 있고 자외선을 강하게 쪼이거나 햇볕에 장시간 노출하면 정보가 지워집니다.다시 새로운 정보를 써넣을수 있습니다. 정보가 써넣어지면 지워지지 않도록 창위에 프로그램 이력관리용의 스티커를 부칩니다.바로 아래의 40핀 IC는 Intel사의8051계열의 MCU(Micro Controller Unit)입니다.8bit (bit는 정보의 최소단위로 2진수인 0이나 1을 말합니다.디지털부분에서 기술됩니다.)마이크로컴퓨터라고도 합니다. 오래전에 제품개발시에 주로 사용되었습니다만 지금은 수십초만에 전기적으로 정보를 지웠다 썼다 1,000회 정도 할 수 있는 Flash Type의 MCU IC가 www.atmel.com 사와 www.microchip.com 사에서 www.st.com 등에서 많이 출시되어 이를 응용한 제품이 많이 개발되는 상황입니다.아래 세번째 IC는 OTP(One Time Programmable)Type으로 일회성입니다.한번 정보를 써넣으면 더 이상 지울수도 없습니다.가격이 저렴해서 제품 개발단계를 지나 프로그램의 검증에 신뢰성이 있으면 양산시에 많이 적용합니다.OTP Type을 사용하다 더 비용을 절감하기위해 반도체회사의 제조공정중에 필요없는 메모리부분을 과감하게 삭제하고 프로그램을 써넣는 Mask Type을 진행하게됩니다. 단지 Mask Type은 최소 주문수량이 500PCS정도이며 납기또한 오래걸립니다.요즘 나오는 MP3 플레이어 기기등에 제품의 경량화를 위해 대용량의 Flash Memory IC가 많이 사용되고 있습니다.요다음에는 IC속에 대해 기술합니다.IC를 닛퍼로 잘라 까부수려 했더니 좀 처럼 쉬운일이 아니였습니다. 그려도 언젠가는 잘 뽀사서 보여 드리것습니다요.나리님! 마님! 도련님! 애기씨!ㅋㅋㅋ
저항기(抵抗器)
저항기란 전기적인 흐름을 방해하는 소자입니다.전기를 생각할때는 물을 생각하면 모든것이 쉽게 이해되리라 봅니다. 물에 있어서는 파이프나 밸브등이 해당 되겠지요.아래 저항기 사진에서 몸통의 크기는 파이프의 직경이라고 생각하시면 됩니다.전류(電流)가 많이 흐르게 되는 곳에는 몸통이 큰 저항기를 사용해야 겠지요.그렇지 않으면 열화(熱化)되어 파괴되어 버립니다. 파괴되면 회로시험기로 재보면 단선(OPEN)된 상태로 나타납니다.저항치는 무한대를 가르키게 됩니다. 외형상으로도 변형이 있어 한눈에 쉽게 알수 있습니다.저항치(抵抗値)에 대해서는 칼라색띠로 표시합니다. 칼라띠가 없는 경우는 수치로 표시합니다.
아래의 저항은 맨 위가 금속피막저항기(Metal Film Resistor)입니다. 색띠를 다섯개 가지고 있어 어디서 부터 읽어야 하는지 모르는 경우가 많이 있습니다만 띠와 띠사이가 가장 멀리 있으면서 독립적인 띠가 저항기의 허용오차를 나타냅니다.갈색을 두르고 있기 때문에 +/-1%의 오차가 있습니다. 주로 사용되는 곳은 주변온도 변화에 의해 열잡음의 발생이 없도록 하거나 전기적인 회로가 안정될수 있도록 하는 곳에 사용됩니다. 두번째 보이는 저항기는 주로 사용되는 탄소피막저항기(Carbon Film Resistor)입니다.허용오차가 +/-5%입니다. 첫번째와 두번째 저항은 소모전력이 1/4W(0.25W=250mW)급이고 세번째는 1W급 4번째와 5번째는2W, 맨 아래 저항기는 시멘트저항기(Cement Resistor)이며 5W라고 표기 되어 있고 12K라는 저항치가 표시 되어 있읍니다.전력소모가 많은 곳에 사용됩니다. 저항기는 사용되는 저항체 재료에 따라 용도 또한 달라집니다. 회로설계에서는 가장 기본이며 중요한 사항입니다.
콘덴서(Capacitor)
콘덴서는 물을 생각한다면 담아둘수 있는 용기(容器)라고 생각하시면 됩니다. 쉽게 물탱크를 생각하시면 될것입니다. 전기(電氣)를 잠시동안 담아둘 수 있는 부품(部品)입니다. 전지(電池)의 경우도 방전될때까지 전압(電壓)이 그대로 유지 하는 것은 아닙니다. 전류소모(電流消耗)에 따른 전압(電壓)이 강하(降下)되어 나타납니다. 물통에 담겨진 물을 사용하면 물의 압력(水壓)이 낮아지는것과 같습니다. 물탱크가 크면 클수록 많은 물을 저장할 수 있듯이 콘덴서도 마찬가지입니다. 외형적으로 부피가 크면 그만큼 많은 전기를 축적할수 있습니다. 부피가 크다고 다 좋은 것은 아닙니다. 부피가 큰것은 그만큼 전기를 채우려면 시간이 걸립니다.조금 반응이 늦어 답답하죠잉.그래서 용량이 큰것들은 많은 전력을 소모하는 기기에 주로 사용됩니다. 우리가 흔히 가정에서 사용하는 전기아답터라는 것을 분해 해보면 반드시 한개 이상은 들어 있습니다. 부하(負荷)에 안정된 전기를 공급해주기 위해서입니다.물탱크가 없는 상태에서 여러군데에서 물을 끌어가 사용하면 문제가 커지듯 전기적인 회로가 정상적으로 동작하지 않고 과전류가 흘러 변압기(變壓器)가 타거나 기기가 망가집니다.한번 아답터를 까부셔서 니퍼로 과감하게 콘덴서 다리발을 절단해보시고 전원플러그를 기기에 꽂아보십시요. 조금 있으면 아답터가 따땃혀지고 변압기의 절연유 냄새가 많이 날것입니다. 워 매~ 태워 먹은거. 콘덴서는 두개의 독립된 금속판에 전기를 인가하고 그 판사이에 유전체(誘電體) 재료를 두어 전기를 축적(蓄積)하는 구조를 갖고 있습니다. 용량이 큰 콘덴서를 전해(電解)콘덴서라고 합니다. 전해(電해)콘덴서는 전기분해(電氣分解)처럼 양극화(陽極化) 할수 있는 산화피막(酸化被膜)을 유전체(誘電체)로 이용하는 콘덴서를 총칭(總稱)합니다.알미늄콘덴서와 탄탈전해콘덴서가 주로 사용되고 있습니다. 탄탈은 지구에 매장량이 300만톤 정도로 적다고 합니다. 그래서 가격이 비쌉니다. 탄탈콘덴서는 경제성과 특성상 소용량으로 국한되어 사용됩니다.응답속도가 빨라서 리셋회로나 디지털 회로의 전원잡음 제거용으로 사용됩니다.전해콘덴서는 극성이 있어서 교류에서는 사용하지 않는 단점이 있습니다.단지 무극성콘덴서 형태로 교류전동기(Motor)의 기동과 연속구동을 위해 사용됩니다. 알미늄전해콘덴서는 0도 이하의 온도에서 사용하는 경우 용량이 급격하게 줄어듭니다.-25도 에서는 -15% 정도 용량이 적어집니다.또한 임피던스도 매우 낮습니다.임피던스란 교류(交流)에서 저항(抵抗)을 말합니다.교류(交流)는 전기의 흐름이 직류(直流)와는 달리시간적으로 변화합니다. 일반가정에서 사용하는 전원인 상용전원은 +전위와 -전위로 한주기를 반복하며 1초에 60 번을 반복하여 공급됨으로 주파수의 단위인 헬츠(Hz)를 사용, 60 Hz라고 합니다.전기에 대한 기초는 요 다음에 글과 사진으로 올립니다. 계속 용어 하나 하나가 튀어 나오면 다른길을 갈수도 있어서 그러니 이해를 바랍니다.알미늄 전해콘덴서는 임피던스가 매우 낮습니다. 용량이1,000uF(마이크로 패럿)이고 직류 내전압이 16V인 경우 1 ohm(오옴)이하입니다. 최근에는 유기반도체(有機半導體)를 음극에 사용하는 알미늄전해콘덴서도 시판되고 있습니다.유기반도체전해콘덴서는 다른 전해 콘덴서에 비해 고주파 특성과 온도 특성이 좋아 응용 범위가 커지고 있습니다. 알미늄전해콘덴서는 내부에 유전체로 전해액이 들어간 상태입니다.전해액으로는 암모니아수가 들어갑니다. 이해가 쉽게 되도록 뽀사서 "어디 한번 봅시다." 근디 조심혀야합니다. 눈에 들어가 번지면 큰일나요잉. 수술을 할라면 좀 안전에 주의해야 합니다. 국내 제조회사로는 삼화콘덴서와 삼영전자공업, 필코전자가 있습니다.. 들러서 많은 정보를 획득하시길 바랍니다.
슈퍼콘덴서(Super Capacitor)
슈퍼 콘덴서는 부피는 적으나 고용량의 콘덴서입니다. 콘덴서의 정전용량의 단위는 F(패럿)로 표기합니다. 1F는1,000,000uF(마이크로패럿)입니다. 어마 어마한 용량입니다.주로 RAM IC의 DATA를 잠시 저장하기 위해 밧데리 백업전원으로 사용됩니다.아래사진은 스캐너로 밀어서 올린것입니다. 0.22F 5.5V입니다. 이것 또한 극성이 있어 사용시 주의가 필요합니다.
다이오드(Diode)
다이오드는 반도체소자중에서 기본적인 소자라고 생각해도 좋습니다. 반도체는 P형(POSITIVE TYPE)과 N형(NEGATIVE TYPE)으로 나눌수 있읍니다. 반도체 부품에는 P형이나 N형이 독립적으로는 아무런 일을 하지 못하기 때문에 PN접합된 형태의 소자가 대부분입니다.모든게 음양의 조화인것 같습니다. 다이오드는 PN접합으로 구성되어 있는 부품입니다.트랜지스터의 경우는 PNP또는NPN의 조합으로 되어있읍니다.그러면 다이오드는 어떤 종류가 있고 어디에 주로 사용합니까?
다이오드의 용도는 교류를 직류로 만드는 정류회로에 들어가며 이들 다이오드는 정류다이오드(Rectifier Diode)라고 합니다. 정류다이오드가 4개 들어있는 브릿지 다이오드(Bridge Rectifier Diode)도 있읍니다.(아래사진에서 네발짜리 부품)또 입력의 전압변동이 있더라도 일정하게 출력은 안정된 전압을 내는데 사용되는 정전압다이오드(ZD:Zener Diode) 가 있읍니다.단지 정전압다이오드는 역방향의 전압이 인가되어야 동작을 합니다.하나를 설명 하자니 깊이 빠져 나오지 못하고 머리가 돌아버릴것 같응께... 개략적인 설명만을 합니다.고속 스위칭 전원회로와 밧데리 백업전원에 사용되는 쇼트키다이오드(Schottky Diode)(일본의 노벨물리학상 수상자의 이름을 따서 붙임)와 무선송신기의 주파수변조(FM: Friquency Modulation)에 사용되는 인가된 전압에 따라 정전용량이 변화되는 가변용량다이오드 일명 바리캡다이오드(Variable Capacitance Diode)와 한쪽방향으로 단순하게 전류를 흐르게 하거나 잡음을 제거를 위한 스위칭다이오드와 외부로 부터 빛을 받으면 전류가 흐르는 수광다이오드(Photo Diode)와 순방향전압이 인가되어 전류가 흐르면 빛을 발하는 발광다이오드(LED)와 어린이들 장난감용으로 한때 문제가 되었던 빔포인터로 사용되는 레이저발광 다이오드(Laser Diode)등이 있읍니다.이들 부품에 대한 응용회로는 전자회로공작에서 다루겠읍니다. 좀 지달려요잉~.사진이 작게 보이면 사진영역내에서 마우스를 클릭하세요.
트랜지스터(Transistor)
벨 연구소의 존 바딘, 월터 H. 브래튼, 윌리엄 B. 쇼클리에 의해서 1947년 트랜지스터가 개발되었다. 트랜지스터는 소량의 다른 원소를 첨가함으로써 그 성질이 크게 변화하는 반도체결정으로부터 만들어진다. 전류는 음전하를 가진 전자와 양전하를 가진 정공(Hole)에 의해서 흐르며 두 종류의 전하가 있음으로 해서 많은 유용한 소자들이 만들어진다. 초기의 트랜지스터는 순도문제 때문에 게르마늄(Ge)이 쓰였으나 1950년대말에는 소자에 쓰일 수 있을 만큼 실리콘(Si)을 정제할 수 있게 되었다. 실리콘은 규소·규산염의 형태로 지각의 25％를 형성하며 산소다음으로 많은 원소이고, 전기적 특성이 우수하여 각광받는 반도체 재료로 부상했다. 그후 집적회로(IC: Integrated Circuit)가 중요해지면서 알게된 실리콘의 중요한 특성 중 한가지는 실리콘 결정 위에 탁월한 절연막인 산화막(SiO2)을 형성 할 수 있다는 것이었다. 이 산화막은 전계효과 트랜지스터를 만드는데 필수적이다. 1200℃되는 고온의 로에 실리콘결정을 넣은 상태에서 산소가스를 집어 넣으면 실리콘의 표면에는 산소와 결합되는 산화막이 형성된다. 산화막의 두께는 산소가스를 집어 넣는시간에 비례한다.그렇다고 해서 산화막의 두께가 밀리미터 단위정도는 아니다. 수십미크론 단위이다. 빛에 반사되는 색상에 따라 산화막의 두께가 다름을 알수 있다.초기에는 보라색을 띄며 산화막이 성장될수록 짙은 청록색 계열로 되어진다. 1960년쯤에는 진공관이 트랜지스터로 상당히 대체되었다. 수십만 개의 트랜지스터를 쓰는 컴퓨터, 소형이며 가벼운 시스템을 필요로 하는 미사일 유도 시스템 등의 요구로 인해 1958년 텍사스인스트루먼트사의 잭 킬비와 1959년 페어차일드반도체사의 진 호어니와 로버트 노이스는 독립적으로 IC를 개발하기에 이르렀다.
트랜지스터는 세개의 단자가 있으며 이미터와 베이스 컬렉터로 명명되었다. 이미터는 전류가 유입되고 유출되는 것을 심벌상에 나타나 있다. 베이스는 수도꼭지와 비슷하여 전류의 이미터와 컬렉터간의 흐름을 제어하는 역할을 한다.트랜지스터의 용도는 대개 신호를 증폭하는 용도와 스위칭하는 소자로 널리 사용된다. 마이컴 IC등의 출력 전류는 그다지 크지 않기 때문에 부하에 대해 구동을 시키는데 무리가 따른다.이를 해결하기 위해서는 외부적으로 트랜지스터를 부가하여 구동을 해야한다. 트랜지스터는 크게 두가지로 나누어진다.PNP형과 NPN형 트랜지스터로 나뉘어지는데 내부구조적인 분류이다.용도에 의한 분류는 고주파형과 저주파형으로 나눌수 있다. 고주파형으로 사용되는 경우는 PNP형에서는 2SAxxxx ,NPN형에서는 2SCxxxx이다.저주파인 경우는 PNP형에서는 2SBxxxx,NPN형에서는 2SDxxxx이다. 참고로 하면 좋다. 대개는 부품에 인쇄할 면적이 협소해 앞에 인쇄는 생략하고C945-Y라는 식으로 표시를 한다. 뒤에 Y등이 붙는것은 이미터를 접지로 하여 사용하는 증폭회로에서 전류증폭률을 나타낸다. 앰프를 설계하는 경우는 고려를 해야한다.
http://www.snekorea.co.kr
콘덴서마이크
소형이면서 고감도 마이크로폰으로 헤드셋이나 이어셋, 방송용 마이크,유무선전화기,휴대전화기등에 가장 많이 사용되는 마이크로폰입니다. 가격도 저렴합니다. 개당 450원 정도 합니다.아래사진은 마이크로폰 줄여서 기냥 마이크를 분해한 것을 스캔해서 밀어 올릴 것입니다. 내부에는 전장효과트랜지스터(FET)라고 하는 반도체 회로부품이 내장되어 있읍니다. 트랜지스터의 일종이며 입력임피던스(교류에서 저항성분)가 매우 높습니다. 이런 이유로 인해 콘덴서마이크의 선재는 실드선을 사용해야합니다. 그렇지 않으면 외부잡음이 쉽게 유입되어 증폭됨으로 원래의 신호성분이 감쇄됩니다.반드시 망사로 되어 있는 차폐선(SHIELD WIRE)을 사용해야합니다. 사용은 했는데 망사로된 선을 접지하지 않으면 사용하지 않는 것만 못합니다. 사용시는 극성에 유의 해야 합니다.간혹 극성을 반대로 납땜하여 동작이 안된다고 시간을 보내는 경우가 있읍니다.필터는 외형케이스의 구멍을 통해 이물질이 들어가서 진동박판의 진동에 영향을 줄수가 있어서 종이필터형태로 되어 있으며 원형의 양면테이프로 외형케이스에 구멍부분에 부착되고 진동박판은 외형케이스와 접촉이 되어 있는 상태입니다.즉, 접지단자라고 생각하면 될것 같습니다.절연시트는 진동박판과 FET의 Gate단자간에 절연을 하기 위함입니다. 외부음압이 진동박판에 가해지면 게이트와 접지간의 전하량의 변화가 발생합니다. 서로 가까워지면 전하량의 축적이 많아지고 멀어지면 적어집니다. 이를 트랜지스터로 적절히 증폭하면 큰 전기신호로 변환 시킬수 있읍니다. 외부음압에 따라 용량이 변화되는 콘덴서라고 얘기하면 쉽겠군요. 이를 잘 활용하면 다른 용도로도 많이 응용될수 있읍니다. 마이크의 회로응용은 전자회로공작에서 참조바랍니다.
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