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| 부록을 포함하여 총 38강좌로 구성되어 있습니다. 책을 읽듯이 앞페에지부터 사용하십시요 | |
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제2장 기초전기 - 4강 5. 3단자 전압 레귤레이터 3단자 전압 레귤레이터를 사용함으로써 간단하게 IC 등에 사용하는 안정한 전압을 얻을 수 있다. 자동차에서 사용하는 경우, 전원으로는 +12～+14V의 전압이므로, 직접 IC 등의 전원으로는 사용할 수 없다. 이와 같은 경우에는 3단자 레귤레이터로 필요로 하는 전압으로 변환하여 사용할 필요가 있다. 3단자 레귤레이터는 출력보다 높은 입력전압을 제어하여 입력보다 낮은 안정한 전압을 출력하기 위한 것이다. 입력전압보다 높은 출력전압은 얻어지지 않는다. 형상은 트랜지스터와 같은 모양을 하고 있다.  출력전압의 종류는 5V, 6V, 7V, 8V, 9V, 10V, 12V, 15V, 18V, 20V, 24V 등이 있다. 그림 2-21에서 품명이 인쇄되어 있는 면을 바라 보았을 때, - 오른쪽 리드가 출력 - 중앙의 리드가 어스(접지) - 왼쪽의 리드가 입력이며 또한 품명의 끝 두자리는 출력전압을 명기한 것이다 예) 7805 → 5 Volt 출력, 7812 → 12 Volt 출력 특별히 78L05 과는 반대이므로 주의할 필요가 있다. 6. 계전기(Relay) 계전기(릴레이)란 코일에 전류를 흘리면 자석이 되는 성질을 이용하고 있다. 코일이 전자석으로 되었을 때 철판을 끌어 당겨, 그 철판에 붙어 있는 스위치부의 접점을 닫거나 열기도 한다. 릴레이가 좋은 점은 전기적으로 독립된 회로를 연동시킬 수 있다는 점이다. 5V와 같은 저전압계로 구성된 회로의 동작에 의해 AC 100V계의 회로를 ON/OFF시키든가, 대전류의 회로를 ON/OFF시킬 수 있다. 릴레이는 기계적으로 접점을 닫거나 열기 때문에 일반적으로 고속 동작은 할 수 없다. (특수 용도로 고주파 릴레이라는 것도 있어 고속 동작이 가능한 릴레이도 있다) 릴레이도 여러 종류가 있으며, 코일에 가하는 전압(구동전압), 접점용량 등에 따라, 적절한 것을 선택할 필요가 있다.   그림 2-24는 코일의 구동전압이 DC 12V의 소형 릴레이로, 접점은 전기적으로 독립된 것이 2개 있다. 접점의 내압[접점이 열려 있을 때에 인가할 수 있는 전압으로, 이 이상 인가하면 스파크(spark:불꽃)가 발생하거나 접점이 눌어붙고 만다]과 접점의 허용전류는 알 수 없지만, 수백 mA는 흘릴 수 있을 것으로 생각한다. 우측에 있는 것은 AC 220/110V계 등을 제어할 수 있는 것으로, 구동전압이 DC 3V로 매우 낮지만, 접점의 내압은 교류의 경우 AC 125V, 전류 허용값은 1A, 직류의 경우에는 DC 30V, 2A로 되어 있고 접점은 하나이다. 양쪽 모두 프린트 기판에 실장할 수 있는 구조로 되어 있으며, 리드도 0.1인치의 배수로 되고 있어, 유니버설 기판에도 탑재 가능하다. 7. I.C (집적회로) 집적회로(Integrated Circuit: IC)는 트랜지스터, 저항, 콘덴서류를 고밀도로 집적하여 패키지 한것이다. 트랜지스터나, 저항기, 개별 부품을 단지 아주 소형화했다고 하는 것이 아니라, 반도체, 저항체를 사용하지만 그 구조는 부품 그 자체의 것과는 같지 않으며, 실리콘의 기판에 인쇄 기술을 구사하여 트랜지스터 기능이나 저항, 콘덴서 기능을 형성한 아주 고밀도화시킨 것이다. IC는 특수 용도를 포함하여 방대한 종류가 있다.  그림에서 좌측 위에 있는 것은 SN7400이라는 IC로, 2입력의 NAND 회로가 4개 내장되어 있다. 핀(pin) 수는 14핀으로 한쪽에 7핀씩 나열되어 있다. 이와 같은 형상의 IC를 DIP(Dual In Line Package)이라 부른다 (DIL이라고 하는 경우도 있는 것 같다). 이에 대해 핀이 일렬로만 되어 있는 것을 SIP(Single In Line Package)라 부른다. 좌측 아래에 있는 것은 14핀 DIP용의 IC 소켓이다. 교환할 필요가 없는 경우에는 IC를 직접 기판에 납땜해도 되지만, IC가 파괴되었을 때의 교환을 생각하면 IC 소켓을 사용하는 편이 문제가 발생했을 때, 쉽게 대처할 수 있어 편리하다. 시험 제작을 하는 경우, 만들고 부수는 일이 많기 때문에 IC 소켓을 사용하는 편이 좋을 것이다. 사진에서 우측 위에 있는 것은 소전력의 저주파 전력증폭용의 LM386N이다. 핀 수는 8핀이고, 최대출력은 660mW이다. 트랜지스터와 저항, 콘덴서를 사용하여 동등한 것을 만들려고 하는 경우에는 이렇게 작게 구성할 수 없으므로 IC의 간결하고 편리함을 알 수 있을 것이다. 우측 아래에 있는 것은 TA7368P인데, 이것도 저주파 전력증폭용의 IC이며, 최대 1.1W의 출력을 낼 수 있다. 형상은 SIP 타입으로 9핀이다. 널리 사용되고 있는 대표적인 IC는 SN74 시리즈의 IC에는 74 다음에 LS라든가 HC라는 문자가 들어있는 것이 있다. LS(Lowpower Shotkey)는 저소비전력을 나타내고 있다. 그리고, HC는 COMS로 만들어지고 있는 것으로, 더욱 저소비전력이다. 모든 종류의 IC에 LS라든가, HC라는 문자가 붙는 것은 아니다. SN7445 등은 노멀(bipolar 타입) 밖에 없다. 7-1. TTL IC 논리게이트를 내장한 IC는 여러가지 종류가 있지만, 그중에서도 TTL 시리즈는 널리 사용되고 있으며 종류도 다양하게 준비되어 있다. TTL은 Transistor Transistor Logic 이라고 불리는 것으로 그 이름이 의미하듯이 복수 개의 트랜지스터에 의해 논리 게이트를 구성하고 있다.  이외에도 74F 시리즈, 74HC 시리즈 등이 있으며, 가장 많이 쓰이는 품종은 74LS 시리즈이나 요즘은 74HC 시리즈가 많아 쓰인다. 74시리즈는 현재 0번부터 시작하여 600번대까지의 제품이 나와 있으며, 기본 게이트류부터 시작하여 디코더,플립 플롭, 레지스터, 카운터 등 종류는 매우 다양하다.  7-2. TTL의 논리레벨 디지털 회로에 있어서 신호는 HIGH 레벨이나 LOW레벨의 조합으로 구성되어 있다.(이하 H레벨,L레벨)H레벨과 L레벨의 경계를 2.5V 를 경계로 하여 2.5V이하는 L레벨,2.5V 이상을 H레벨로 동작하도록 되어 있다면 여러가지로 편리하겠지만, 아쉽게도 실제는 그렇지 않다. 실제로는 H,L레벨에 상한과 하한이 정해져 있어, 전혀 사용하지 않는 전압 범위가 존재한다. 이것은 마치 교차로 신호등의 황색등과 같이 서로의 안전을 위해 모두 동작하지 않는 구간이 있는 것과 비슷하다고 볼 수 있다.  다음으로 TTL의 입력핀과 출력핀의 상태 변화에 따른 전류 관계를 생각해보자. 가장 이상적인 것은 입력핀에 흐르는 전류는 되도록 작고, 출력핀에는 큰 전류를 흐르게 하는 것이 바람직하지만, 이 역시도 한계가 정해져 있다. TTL의 입력핀이 H레벨일 때에는 논리 레벨을 공급하는 쪽(다른 게이트의 출력판)에서 입력핀을 향해 약간의 흡수전류(74LS시리즈 경우 29㎂ 이하)가 흐른다. TTL의 입력핀이 L레벨일 때에는 논리 레벨을 공급하는 쪽을 향해 상당량의 배출 전류(74LS 시리즈경우 0.4㎃ 이하)가 흐른다. TTL출력핀이 H레벨일 때에는 TTL로부터 유출 전류가 흘러나온다.(74LS 시리즈 경우 0.4㎃) TTL의 입력핀이 L레벨일 때에는 TTL쪽으로 유입전류가 흘러 들어온다.(74LS 시리즈 경우 0.8㎃)  7-3. CMOS IC CMOS란 Complementary Metal Oxide Semiconductor의 약자로 금속 산화막 반도체 라고 불린다. CMOS는 FET를 기본 소자로 하고 있다. CMOS 는 N채널 MOS-FET 와 P채널 MOS-FET 를 접속한 것으로 각각의 특성을 상호 보완하여 소비 전력과 잡음 여유 등에서 우수한 특성을 가지고 있다. TTL 이 74시리즈로 유명한것처럼 CMOS역시 400 시리즈로 유명하며, TTL못지않은 제품군을 형성하고 있다. CMOS 의 특징을 나열하면 다음과 같다. - 소비 전력이 매우 작다. - 전달 특성이 우수하다. - 잡음 여유가 크다. - 집적도가 높다. - 입력 임피던스가 높다. - 동작 전압 범위가 넓다. CMOS 도 마찬가지로 H레벨과 L레벨을 인식하는 전압의 범위가 정해져 있으며 다음 그림과 같다  CMOS의 입.출력 전류 조건은 TTL에 비해 매우 우수한 특성을 가지고 있다. CMOS의 입력핀에는 H,L레벨에 관계없이 거의 전류가 흐르지 않는다. CMOS의 출력핀이 H레벨일 때에는 CMOS로부터 유출전류가 흘러나온다.(약 5㎃정도) CMOS의 출력핀이 L레벨일 때에는 CMOS쪽으로 유입전류가 흘러들어온다.(약 5㎃정도)  |
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