15년 2회차

자유전자가 온도의 영향으로 불규칙하게 운동하면서 저항과 같은 수동소자에서 발생하는 잡음은 열잡음(thermal noise)이다.

열잡음은 온도가 높을수록 커지며, 소자의 종류나 동작 상태와 무관하게 온도 자체에 의해 발생하는 것이 특징이다.

이는 접합부의 전류 흐름에서 비롯되는 산탄 잡음이나 낮은 주파수에서 두드러지는 플리커 잡음과는 발생 원인이 다르다.

수정발진기의 가장 큰 장점은 주파수 안정도가 매우 높다는 점이다.

수정편의 고유한 기계적 공진 특성을 이용하기 때문에 온도나 전원 변화에도 발진 주파수가 잘 흔들리지 않는다.

이 때문에 발진의 용이성이나 발진 세력, 소형화보다는 정밀한 주파수 유지가 필요한 시계·통신 기기 등에 널리 사용된다.

입력 500mV(0.5V)에서 출력 5V를 얻었으므로 전압 증폭도는 10배이다.

전압 증폭도는 출력 전압을 입력 전압으로 나눈 값이다.

$A_v = \dfrac{V_{out}}{V_{in}} = \dfrac{5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{V}} = 10$

JK 플립플롭의 J와 K 입력을 하나로 묶어 단일 입력으로 사용하도록 만든 것이 T 플립플롭이다.

T 플립플롭은 입력이 1일 때마다 출력이 반전(토글)되는 동작을 하며, 주로 카운터 회로 구성에 사용된다.

나머지 보기는 T 플립플롭과 입력 구성이 다른 소자들이다.

• RS 플립플롭은 두 개의 별도 입력(R, S)을 그대로 사용하는 구조이다.
• D 플립플롭은 하나의 데이터 입력을 그대로 저장하는 구조이다.
• 시프트 레지스터는 플립플롭 여러 개를 연결해 데이터를 이동시키는 회로이다.

궤환 회로망 R2·R1 은 출력 V0 와 접지 사이에 직렬로 놓여 있고, 궤환 전압 Vf 는 그중 R1 양단에 걸리는 몫이므로 $V_f=\dfrac{R_1}{R_1+R_2}V_0$ 다.

그림에서 R2 의 오른쪽 끝은 둘째 단 A2 의 출력(V0 절점)에, 왼쪽 끝은 R1 위쪽 절점에 이어지고 R1 은 그 절점에서 접지로 내려간다. 화살표 I 는 V0 에서 R2 를 지나 이 절점으로 흘러드는 궤환 전류, I' 는 앞단 A1 의 출력에서 같은 절점으로 흘러드는 전류이며, 그래서 R1 에 흐르는 전류가 (I'+I) 로 표기되어 있다.

궤환율은 출력 V0 가 R2·R1 로 분압되는 몫으로 정의하므로 $I=\dfrac{V_0}{R_1+R_2}$ 를 대입해 $V_f=I\,R_1=\dfrac{R_1}{R_1+R_2}V_0$ 를 얻는다. 궤환율 $\beta=\dfrac{R_1}{R_1+R_2}$ 는 두 저항의 비만으로 정해진다.

• 분자가 R2 인 식은 R1 이 아니라 R2 양단에 걸리는 전압이어서 궤환 전압이 아니다.
• 분자가 R1·R2 인 식은 두 저항의 병렬 합성저항 꼴이어서 전압 분배식이 될 수 없다.
• 분모가 R2 뿐인 식은 분압식의 분모에서 R1 을 빠뜨린 형태다.

정형(파형 다듬기)은 펄스의 모양 자체를 다루는 조작으로, 여러 펄스 사이의 시간적 관계를 다루는 조작에는 해당하지 않는다.

선택은 필요한 펄스만 골라내는 것이고, 비교는 펄스 발생 시점이나 순서를 서로 견주는 것이다. 변이는 펄스의 발생 시점을 옮기는 것으로, 이 셋 모두 시간축 상의 관계를 다룬다.

반면 정형은 찌그러진 파형을 원하는 모양으로 바로잡는 것이어서 시간적 관계보다는 파형의 형태에 관한 조작이다.

저항 20Ω에 100V를 가했을 때 흐르는 전류는 5A이다.

옴의 법칙에 따라 전류는 전압을 저항으로 나눈 값이다.

$I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{100\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 5\ \mathrm{A}$

P형 반도체의 다수캐리어는 정공이고, N형 반도체의 다수캐리어는 전자이다.

P형은 순수 반도체에 3가 원소를 도핑해 정공이 많아지도록 만든 것이고, N형은 5가 원소를 도핑해 자유전자가 많아지도록 만든 것이다.

따라서 각 형의 이름과 다수캐리어가 올바르게 짝지어진 것은 P형의 정공, N형의 전자이다.

3단자 레귤레이터는 선형 방식으로 동작하며 전력 손실이 발생해 방열이 필요하므로, 방열이 필요 없다는 서술은 옳지 않다.

입력 전압이 출력 전압보다 높아야 정전압 동작이 가능하며, 단자 수가 적어 회로 구성이 간단하다는 장점이 있다.

다만 입력과 출력 전압 차이만큼 전력이 열로 소모되어 전력 손실이 큰 편이라는 단점이 있고, 그 열을 식히기 위해 방열이 필요하다.

트랜지스터를 스위치로 사용할 때는 포화영역과 차단영역을 번갈아 동작시켜 ON/OFF를 구현한다.

포화영역에서는 컬렉터-이미터 사이가 거의 도통되어 스위치가 켜진 상태(ON)를, 차단영역에서는 전류가 거의 흐르지 않아 꺼진 상태(OFF)를 나타낸다.

이에 비해 활성영역은 증폭 동작에 쓰이는 영역이므로 단순 스위칭 동작에는 사용하지 않는다.

A점에는 톱니파, B점에는 폭이 좁은 펄스가 나타난다.

그림에서 타원 안 소자는 왼쪽에서 화살표가 들어오는 에미터 하나와 위·아래 두 베이스를 가진 UJT(단접합 트랜지스터) 이고, 회로는 UJT 이완 발진기다. A점은 위쪽 저항으로 전원에 이어지고 콘덴서로 접지된 에미터 절점이라, 콘덴서가 서서히 충전되다가 피크점 전압에 이르면 UJT 가 도통해 급격히 방전한다.

이 완만한 충전과 급격한 방전이 되풀이되어 A점 파형은 톱니파가 되고, UJT 가 도통하는 짧은 순간에만 큰 전류가 흐르는 아래쪽 베이스 저항 양단(B점)에는 뾰족한 펄스가 나타난다.

• 두 점 모두 펄스로 보는 판단은 에미터 절점 콘덴서가 만드는 완만한 충전 구간을 빠뜨린 것이다.
• 두 점 모두 톱니파로 보는 판단은 베이스 저항에 도통 순간에만 전류가 흐른다는 점을 놓친 것이다.
• A 를 펄스, B 를 톱니파로 보는 판단은 두 파형이 나타나는 자리를 서로 바꿔 읽은 것이다.

60Hz 전원을 사용하는 3상 전파정류회로의 리플 주파수는 360Hz이다.

3상 전파정류(브리지)회로는 한 주기 동안 6개의 맥동이 나타나므로, 리플 주파수는 상용주파수의 6배가 된다.

$f_{ripple} = 6 \times f = 6 \times 60\ \mathrm{Hz} = 360\ \mathrm{Hz}$

이 정류회로의 전압변동률은 20[%]이다.

전압변동률은 무부하 시 전압과 전부하 시 전압의 차이를 전부하 전압으로 나눈 값이다.

$\varepsilon = \dfrac{V_{0} - V}{V} \times 100 = \dfrac{12 - 10}{10} \times 100 = 20\ \%$

합성 정전용량은 4[㎌] 다.

그림은 콘덴서 2개가 위·아래로 나란히 놓인 병렬 묶음이 좌우로 두 벌 있고, 두 묶음이 가운데 도선으로 직렬 연결된 구조다.

병렬 묶음 하나는 $4+4=8\,[\mu F]$ 이고, 두 묶음의 직렬 합성은 $\dfrac{8\times8}{8+8}=4\,[\mu F]$ 가 된다.

• 병렬 묶음 하나만 구하고 두 묶음의 직렬 합성을 빠뜨리면 8㎌ 이 나온다.
• 네 개 중 세 개만 병렬로 묶어 더하면 12㎌ 이 나오는데, 그림의 접속과 맞지 않는다.
• 네 개를 모두 병렬로 보면 16㎌ 이 나온다.

입력과 출력이 이어지려면 두 다이오드가 동시에 순방향이어야 하므로, VS 가 VA 보다 크면서 동시에 VB 보다 작은 구간에서만 도통한다.

왼쪽 다이오드는 삼각형이 오른쪽을 향해 애노드가 입력 쪽, 캐소드가 RA·VA 절점 쪽이다. 그 절점은 RA 를 거쳐 VA 로 유지되므로 입력이 VA 보다 높아야, 즉 VS > VA 에서 순방향이 된다.

오른쪽 다이오드는 반대로 삼각형이 왼쪽을 향해 애노드가 출력·RB·VB 쪽, 캐소드가 가운데 절점 쪽이다. 도통 중인 가운데 절점은 VS 를 따라가고 출력 절점은 RB 를 거쳐 VB 로 유지되므로 VS < VB 일 때 순방향이 되어 신호가 출력으로 전달된다. 두 기준 전압 사이의 신호만 통과시키는 게이트(리미터) 동작이다.

• 두 조건을 모두 초과 쪽으로 본 판단은 입력이 VB 이상이면 오른쪽 다이오드가 역방향이 되어 끊긴다는 점을 놓친 것이다.
• 두 조건을 모두 미만 쪽으로 본 판단은 입력이 VA 이하이면 왼쪽 다이오드가 역방향이 되어 끊긴다는 점을 놓친 것이다.
• VA 보다 낮고 VB 보다 높은 구간은 두 다이오드가 함께 차단되는 조건이어서 도통 구간이 아니다.

발진주기는 $\tau = 2.3RC\log\dfrac{1}{1-\eta}$ 로, $2.3RC$ 에 $\log\dfrac{1}{1-\eta}$ 를 곱한 식이다.

그림은 전원 $V_{BS}$ 에서 R 과 C 가 직렬로 충전되는 마디가 UJT 의 이미터에 연결되고, 베이스2 쪽에 $R_{B2}$·베이스1 쪽에 $R_{B1}$ 이 달려 $R_{B1}$ 양단에서 $V_o$ 를 뽑는 UJT 이완 발진회로다.

C 전압이 피크점 $V_P \simeq \eta V_{BS}$ 에 닿는 순간 UJT 가 도통해 방전하므로, 충전식 $v_C = V_{BS}\left(1-e^{-t/RC}\right)$ 에 $v_C=\eta V_{BS}$ 를 넣으면 $t = RC\ln\dfrac{1}{1-\eta}$ 이고, $\ln x = 2.3\log x$ 로 바꾸면 $\tau = 2.3RC\log\dfrac{1}{1-\eta}$ 가 된다.

• $\tau = RC$ 와 $\tau = 0.69RC$ 는 스탠드 오프비 $\eta$ 가 아예 없어 피크점 도달 조건을 담지 못한다.
• $\tau = RC\log\dfrac{\eta}{1-\eta}$ 는 로그 안 분자가 1 이 아닌 $\eta$ 이고 상용로그 환산 계수 2.3 도 빠져 있다.

16진수 5C를 10진수로 변환하면 92이다.

각 자리 숫자에 16의 거듭제곱을 곱해 더하면 된다.

$5 \times 16^{1} + 12 \times 16^{0} = 80 + 12 = 92$

여기서 16진수 C는 10진수 12에 해당한다.

컴퓨터는 스스로 새로운 것을 만들어내는 창의적 능력은 갖고 있지 않다. 이는 컴퓨터의 특징이 아니다.

컴퓨터는 대용량의 정보를 저장하는 기억 능력이 뛰어나고, 계산을 빠르고 정확하게 수행하며, 정해진 규칙에 따른 논리적 판단과 비교 능력을 갖추고 있다.

이러한 능력은 모두 주어진 프로그램(명령)을 따르는 것일 뿐, 사람처럼 스스로 창의적으로 사고하는 것과는 다르다.

사칙연산을 수행하도록 명령(제어신호)을 내리는 장치는 제어장치이다.

실제 덧셈·뺄셈 등의 연산 자체는 연산장치(ALU)가 수행하지만, 그 연산을 언제 어떻게 수행할지 지시를 내리는 주체는 제어장치이다.

나머지 장치는 연산 명령과는 다른 역할을 한다.

• 입력장치는 외부에서 자료를 받아들이는 역할을 한다.
• 기억장치는 자료와 명령을 저장하는 역할을 한다.

주어진 최소항들을 카르노맵으로 묶으면 F = A'C' + ABD로 간략화된다.

0, 1, 4, 5는 모두 A=0, C=0이고 B, D는 자유롭게 변하므로 한 항으로 묶이면 $A'C'$가 된다.

13, 15는 A=1, B=1, D=1이고 C만 변하므로 다른 한 항으로 묶이면 $ABD$가 된다.

이 두 항을 더하면 $F = A'C' + ABD$가 되어 원래의 여섯 개 최소항을 모두 포함한다.

데이터의 논리적 구성 체계에 속하지 않는 것은 섹터이다.

비트, 필드, 레코드는 각각 최소 단위부터 관련 필드의 모음, 레코드로 이어지는 논리적 데이터 구성 체계에 속한다.

반면 섹터는 디스크와 같은 저장장치를 물리적으로 나눈 단위이므로, 데이터의 논리적 구성 체계와는 별개의 개념이다.

실행할 명령의 번지를 지정한 뒤 그 명령을 명령 레지스터로 불러오기까지의 기간을 인출 사이클(Fetch cycle)이라 한다.

인출 사이클에서 가져온 명령은 이후 해독을 거쳐 실행 사이클(Execution cycle)에서 실제로 수행된다.

명령 사이클은 인출과 실행을 포함한 전체 과정을, 기계 사이클은 그 안에서 하나의 기본 동작 단위를 가리키는 더 세부적인 개념이다.

배타적 OR 게이트의 논리식은 $Y=\overline{A}B + A\overline{B}$ 로, 두 입력이 서로 다를 때만 1 이 되는 식이다.

$A=0,\ B=1$ 이면 $\overline{A}B=1$, $A=1,\ B=0$ 이면 $A\overline{B}=1$ 이고, 두 입력이 같은 경우에는 두 항이 모두 0 이라 출력이 0 이다. 기호로는 $Y = A \oplus B$ 로 쓴다.

• $Y=A\cdot\overline{B}$ 는 $A=1,\ B=0$ 한 조합에서만 1 이므로 $A=0,\ B=1$ 인 경우를 놓친다.
• $Y=\overline{A}\cdot A\overline{B}$ 는 $\overline{A}\cdot A=0$ 이라 입력과 무관하게 항상 0 인 식이다.
• $Y=\overline{A}B+\overline{B}$ 는 $A=B=0$ 에서도 $\overline{B}=1$ 때문에 1 이 되어, 입력이 같으면 0 이라는 성질을 어긴다.

불 대수에서 옳게 성립하는 식은 A + 1 = 1이다.

OR 연산에서 한쪽 입력이 항상 1이면 나머지 입력과 관계없이 결과는 항상 1이 되기 때문이다.

나머지 식은 모두 좌변이 A로 정리되는 식으로, 값이 1로 고정되지 않는다.

• A·1은 A와 같다.
• A·A는 A와 같다.
• A+A는 A와 같다.

연산 결과의 부호나 자리올림, 오버플로우 발생 여부 같은 상태 정보를 기억하는 장치는 상태레지스터(status register)이다.

가산기는 실제 덧셈 연산을 수행하는 회로이고, 누산기는 연산 결과 값 자체를 저장하며, 데이터레지스터는 연산에 사용될 데이터를 임시로 저장한다.

이 중 연산 결과의 부가적인 상태 정보만을 따로 기억하는 것은 상태레지스터뿐이다.

한 논리식에서 AND와 OR을 서로 바꾸고 0과 1을 서로 바꾸어도 성립하는 다른 논리식을 얻을 수 있다는 원리는 쌍대의 원리이다.

이 원리 덕분에 하나의 불 대수 정리를 증명하면 AND/OR과 0/1을 맞바꾼 짝(쌍대식)도 자동으로 성립함을 알 수 있다.

이는 논리식의 보수(complement)를 구하는 방법을 다루는 드모르간의 원리와는 다른 개념이다.

제시된 주소 버스 값을 16진수로 나타내면 C65E이다.

2진수를 16진수로 바꿀 때는 뒤에서부터 4비트씩 끊어 각각을 16진수 한 자리로 변환한다.

$1100=C,\ 0110=6,\ 0101=5,\ 1110=E$

이 네 자리를 이어 쓰면 C65E가 되어, 마이크로프로세서가 점유하고 있는 주소 상태를 나타낸다.

마이크로프로세서를 구성하는 버스에 해당하지 않는 것은 상태 버스이다.

마이크로프로세서는 자료를 주고받는 데이터 버스, 번지를 지정하는 주소 버스, 각종 제어신호를 전달하는 제어 버스의 세 가지 버스로 구성된다.

상태 버스라는 명칭은 이 표준적인 버스 분류에 포함되지 않는다.

1인치는 25.4mm로 정의되어 있으므로 25.4mm는 그대로 1인치에 해당한다.

인치(inch)는 예로부터 사용되던 길이 단위이며, 국제적으로 $1\ \mathrm{inch} = 25.4\ \mathrm{mm}$로 단위 환산 기준이 통일되어 있다.

따라서 25.4mm를 인치로 환산하면 정확히 1에 해당하는 값이 된다.

극성을 가지며 대용량 전원 공급에 사용되는 소자는 전해 콘덴서이다.

전해 콘덴서는 얇은 산화막을 유전체로 사용해 작은 부피로도 큰 정전용량을 얻을 수 있어 전원 평활 회로에 널리 쓰인다.

• 저항은 극성이 없고 에너지를 저장하는 소자가 아니다.
• 브리지 다이오드는 정류에 사용되는 소자로 대용량 전원을 축적하는 용도가 아니다.
• 세라믹 콘덴서는 무극성이며 대용량보다는 고주파 특성 개선에 주로 사용된다.

원점을 기준으로 X, Y축 방향의 이동 거리를 나타내는 좌표는 절대좌표이다.

절대좌표는 도면상의 원점(0,0)을 기준으로 각 점의 위치를 지정하는 방식이다.

• 상대좌표는 직전에 지정한 점을 기준으로 이동한 거리를 나타낸다.
• 극좌표는 기준점으로부터의 거리와 각도로 위치를 표현한다.
• 상대극좌표는 직전 점을 기준으로 거리와 각도로 위치를 표현한다.

도면에 기입하는 치수는 축척과 관계없이 실제 치수를 표시하므로 30mm로 기입한다.

2/1 배척은 실물을 2배로 확대하여 그린다는 뜻일 뿐, 도면에 적는 치수 값 자체를 바꾸는 것은 아니다.

즉 도면이 확대되어 그려지더라도 치수선에 적히는 숫자는 실물의 실제 크기를 그대로 나타낸다.

4층 기판의 층 구성은 부품면·납땜면·전원면·접지면이며, '내부면'은 층의 명칭으로 사용되지 않는다.

4층 인쇄회로기판은 바깥쪽 두 면에 부품면과 납땜면을 두고 그 사이에 전원면과 접지면을 넣어, 전원 공급을 안정시키고 잡음을 줄이는 구조로 설계한다.

• 납땜면은 부품 리드를 납땜하는 바깥쪽 층으로 실제 사용된다.
• 전원면은 전원 배선을 담당하는 층으로 실제 사용된다.
• 접지면은 접지 배선을 담당하는 층으로 실제 사용된다.

KS 규격의 A3 도면 크기는 297×420[mm]이다.

A계열 용지는 A0(841×1189mm)를 기준으로 절반씩 접어가며 크기가 정해지는데, A3는 A4보다 한 단계 큰 규격이다.

따라서 세로 297mm, 가로 420mm의 규격이 A3 도면의 표준 크기가 된다.

전자 CAD의 데이터 파일이 아닌 것은 프린트 기판 재료인데, 이는 실제 기판을 만드는 물리적 소재이지 설계 데이터가 아니다.

전자 CAD 작업의 산출물은 컴퓨터가 읽고 처리할 수 있는 전자적 데이터 형태여야 한다.

• 거버(Gerber)는 인쇄회로기판 제조용 이미지 데이터 파일이다.
• 부품리스트(PART LIST)는 사용 부품 정보를 담은 데이터 파일이다.
• 배선정보(NET LIST)는 부품 간 전기적 연결 정보를 담은 데이터 파일이다.

그림의 게이트 명칭은 NAND 다.

몸통은 왼쪽 변이 직선이고 오른쪽이 반원으로 불룩한 D 자 모양으로 AND 게이트의 기호이며, 입력선 두 개가 왼쪽 직선 변에 붙어 있다. 그 오른쪽 출력 자리에 작은 동그라미(버블)가 하나 붙어 있으므로 AND 의 출력을 반전한 게이트다.

따라서 출력은 $Y=\overline{A \cdot B}$ 로, 두 입력이 모두 1 일 때만 0 이고 나머지 조합에서는 1 이 된다.

• OR 와 NOR 는 입력 쪽 변이 안으로 파인 방패(초승달) 모양이라 몸통 형태부터 이 그림과 다르다.
• 같은 D 자 몸통이라도 출력 버블이 없으면 AND 이므로, 버블의 유무가 두 기호를 가른다.

부품을 삽입하지 않고 다른 층 사이를 접속하기 위한 도금 도통홀은 비아 홀(Via hole)이다.

비아 홀은 다층 기판에서 각 층의 배선 패턴을 전기적으로 연결하기 위해 구멍 내벽을 도금 처리한 구조이다.

• 키 슬롯은 부품이나 커넥터의 삽입 방향을 맞추기 위한 홈이다.
• 외층은 기판의 바깥쪽 표면 층을 가리키는 위치 개념이다.
• 액세스 홀은 다층 기판의 안쪽 층 랜드에 접근할 수 있도록 바깥 층에 뚫어 놓은 구멍이다.

노이즈 대책용 콘덴서는 내압이 높아야 하므로, 내압이 낮을 것이라는 조건은 구비조건과 거리가 멀다.

노이즈 억제용 콘덴서는 순간적인 서지나 고전압 잡음에도 견뎌야 하므로 충분히 높은 내압이 요구된다.

• 절연 저항이 큰 것은 누설전류를 줄여 안정적인 노이즈 억제에 유리한 조건이다.
• 주파수 특성이 양호한 것은 넓은 대역의 잡음을 효과적으로 흡수하기 위한 조건이다.
• 자기공진 주파수가 높은 대역에 있는 것은 고주파 노이즈까지 커패시터로 동작할 수 있게 하는 조건이다.

회로도의 실선은 부품 사이의 전기적인 접속 관계를 나타내는 것이지 물리적인 위치 관계를 나타내는 것이 아니므로 해당 설명은 틀렸다.

회로도는 실제 부품의 배치나 형태가 아니라 신호의 연결 관계를 표현하는 도면이다.

• 선의 교차를 줄이고 부품을 고르게 배치하는 것은 가독성을 높이는 올바른 작성 요령이다.
• 대칭 동작 회로를 접지를 기준으로 대칭되게 그리는 것은 회로 이해를 돕는 올바른 방법이다.
• 주 회로를 중심에 두고 보조회로를 배치하는 것은 회로의 중요도를 반영한 올바른 방법이다.

전자캐드에서 회로도를 그리는 프로그램은 통상 Schematic(회로도 작성 프로그램)이라 부른다.

Schematic 프로그램은 부품 기호와 배선을 이용해 전기적 연결 관계를 도면으로 표현하는 기능을 담당한다.

• CAM은 제조 공정을 위한 데이터를 처리하는 단계이다.
• Layout은 부품 배치와 기판 패턴을 설계하는 단계이다.
• Gerber는 제조용 이미지 데이터 파일 형식이다.

검도의 목적은 도면 자체의 완성도와 실현 가능성을 확인하는 것이므로 판매 가격의 적절성은 검도의 목적에 해당하지 않는다.

검도는 설계자가 작성한 도면을 다른 관점에서 다시 살펴 오류나 누락을 찾아내는 과정이다.

• 도면 척도가 적절한지 확인하는 것은 검도의 대표적인 목적이다.
• 표제란에 필요한 내용이 빠짐없이 기재되었는지 확인하는 것도 검도의 목적이다.
• 도면대로 조립이 가능한지 확인하는 것 역시 검도의 중요한 목적이다.

전자 계열 CAD 프로그램을 분류할 때 사용하는 약자는 EDA(Electronic Design Automation)이다.

EDA는 전자회로와 인쇄회로기판 설계를 컴퓨터로 자동화하는 소프트웨어 분야를 통칭한다.

• AEC는 건축·엔지니어링·건설 분야의 CAD 분류이다.
• MDA는 기계 설계 분야의 CAD 분류이다.
• GIS는 지리 정보 시스템 분야를 가리킨다.

부품 단자나 도체 상호간을 접속하기 위해 구멍 주위에 만든 도체 부분은 랜드(Land)이다.

랜드는 부품의 리드나 비아 주변에 형성되어 납땜이나 도금을 통해 전기적 접속을 이루는 구리 패드이다.

• 리드는 부품 본체에서 나온 단자 자체를 가리킨다.
• 납마스크는 납땜이 되지 않아야 할 영역을 가리는 용도이다.
• 패턴은 회로의 배선 전체를 가리키는 용어이다.

수동부품과 능동부품은 하나의 회로도 안에서 함께 표현되므로, 상호 간섭 때문에 별도의 회로도를 작성해야 한다는 설명은 옳지 않다.

회로도는 부품의 종류와 관계없이 신호와 전원의 흐름을 하나의 도면에 통합하여 나타내는 것이 기본이다.

• 기기와 부품 간 전기적 흐름을 이해해야 한다는 것은 제도 작업의 기본 전제이다.
• 도면의 부품 기호를 이해하려면 부품의 동작특성을 알아야 한다는 것도 타당한 설명이다.
• 부품의 외형과 치수, 특성을 정확히 이해해야 한다는 것도 올바른 설명이다.

인쇄회로기판의 적층 형태는 단면·양면·다층면으로 구분되며, 다각형 PCB는 이러한 적층 형태 분류에 해당하지 않는다.

단면·양면·다층면은 기판에 형성된 배선층의 수에 따른 구분이며, 다각형은 기판의 외형 모양을 가리키는 개념이다.

• 단면 PCB는 한쪽 면에만 배선층이 있는 기판이다.
• 양면 PCB는 양쪽 면에 배선층이 있는 기판이다.
• 다층면 PCB는 여러 층의 배선층이 적층된 기판이다.

DXF 파일은 헤더·블록·테이블 등의 섹션으로 구성되며, "글로벌(Global) 섹션"이라는 구분은 존재하지 않는다.

DXF는 도면 정보를 여러 섹션으로 나누어 저장하는 표준 교환 파일 형식이다.

• 헤더 섹션은 도면의 전반적인 환경 설정 정보를 담는다.
• 블록 섹션은 반복 사용되는 도형 묶음 정보를 담는다.
• 테이블 섹션은 레이어, 문자 스타일 등 도면에 사용되는 각종 표 형태의 정보를 담는다.

DRC(설계 규칙 검사)는 배선 간격이나 배선 오류 등 물리적 설계 규칙을 검사하는 기능이므로, 부품 용량 값 자체의 정확성을 검사하는 기능은 DRC의 범위에 속하지 않는다.

부품의 저항값이나 용량값이 회로 설계 의도와 맞는지는 별도의 회로 검증 과정에서 확인해야 할 사항이다.

• 금지영역 침범 여부를 조사하는 것은 DRC의 대표적인 기능이다.
• 잘못된 배선을 찾아내는 것도 DRC의 기본 기능이다.
• 각 요소 간 최소 간격을 검사하는 것 역시 DRC의 핵심 기능이다.

트랜지스터는 신호를 증폭하거나 스위칭하는 능동소자이므로 수동소자에 해당하지 않는다.

수동소자는 외부 전원의 도움 없이 에너지를 소비·저장·전달만 하는 소자를 말한다.

• 고정저항기는 전류를 제한하는 대표적인 수동소자이다.
• 초크코일은 자기 에너지를 저장하는 수동소자이다.
• 전해콘덴서는 전기 에너지를 저장하는 수동소자이다.

인쇄회로기판 제작은 사양관리→CAM 작업→드릴→노광 순으로 진행된다.

사양관리 단계에서 확정된 설계 데이터를 바탕으로 CAM 작업에서 드릴 데이터와 노광용 이미지 데이터를 함께 준비한다.

실제 가공에서는 구멍을 먼저 뚫은 뒤 그 위에 회로 패턴을 형성하는 노광 공정이 이어진다.

회로도는 사선보다 수직·수평선을 사용해 그리는 것이 원칙이므로, 사선을 많이 사용해야 한다는 설명은 틀렸다.

수직·수평선 위주로 그려야 배선의 흐름을 파악하기 쉽고 도면이 정돈되어 보인다.

• 접속선을 필요에 따라 중단해서 표시할 수 있다는 것은 올바른 작성 요령이다.
• 너무 길거나 외부와의 접속선을 가급적 줄이는 것도 올바른 작성 요령이다.
• 회로도를 좌에서 우로 읽을 수 있게 배열하는 것 역시 올바른 작성 요령이다.

회로 접속 상태가 명확하고 추적이 쉬워 오배선을 방지할 수 있는 기본 도면은 연속선 접속도이다.

연속선 접속도는 각 단자 사이를 하나의 선으로 끊김 없이 직접 연결하여 그리므로, 선을 따라가기만 하면 접속 관계를 바로 확인할 수 있다.

이 때문에 결선 작업에서 착오로 인한 배선 실수를 줄이는 데 효과적인 표현 방식으로 사용된다.

디지털 회로와 아날로그 회로는 상호 간섭을 줄이기 위해 서로 분리하여 배치해야 하므로, 분리하지 않고 배치한다는 설명은 틀렸다.

디지털 신호의 스위칭 잡음이 민감한 아날로그 회로에 영향을 주지 않도록 구역을 나누어 배치하는 것이 일반적인 원칙이다.

• 커넥터를 기판 외곽에 배치하는 것은 올바른 배치 방법이다.
• 고전압부와 저전압부를 분리해서 배치하는 것도 올바른 방법이다.
• 부품을 회로도의 신호 흐름을 따라 배치하는 것 역시 올바른 방법이다.

그림의 기호는 다이액(DIAC) 이다.

가로 도선 위에 속이 칠해진 삼각형 두 개가 서로 반대 방향으로 맞물려 있고, 각 삼각형의 밑변과 꼭짓점이 두 개의 세로 막대에 엇갈려 닿아 있다. 이는 다이오드 두 개를 역병렬로 붙여 놓은 모양으로, 단자가 둘뿐인 양방향 트리거 소자의 기호다.

다이액은 인가 전압의 극성과 관계없이 브레이크오버 전압을 넘으면 도통하므로, 교류 양쪽 반주기에서 트라이악의 게이트를 트리거하는 데 쓰인다.

• 트랜지스터와 전기장 효과 트랜지스터는 원 안에 단자 세 개(베이스·이미터·컬렉터, 게이트·소스·드레인)가 그려지는데, 이 기호는 도선이 좌우 두 가닥뿐이다.
• 제너 다이오드는 삼각형이 하나이고 캐소드 막대 끝이 갈고리처럼 꺾인 형태여서, 삼각형이 마주 보는 이 기호와 구분된다.

CAD 시스템 도입의 목적은 설계 시간 단축, 비용 절감, 도면 품질 향상에 있으며, 활용분야를 좁히는 것은 CAD 도입의 목적이 될 수 없다.

CAD는 오히려 다양한 분야에 폭넓게 활용할 수 있도록 설계 업무의 효율을 높이기 위해 도입되는 시스템이다.

• 시간을 효율적으로 관리할 수 있게 하는 것은 CAD 도입의 대표적인 목적이다.
• 설계 비용을 절감하는 것도 CAD 도입의 주요 목적이다.
• 도면의 품질을 향상시키는 것 역시 CAD 도입의 목적이다.

도형 형식의 출력물을 정교하게 표현하기 위한 CAD 표준 출력 장치는 플로터이다.

플로터는 펜이나 잉크를 이용해 선을 직접 그려내는 방식으로 대형 도면을 정밀하게 출력할 수 있다.

• 모니터는 화면 출력 장치일 뿐 인쇄물 출력 장치가 아니다.
• 잉크젯 프린터는 일반 문서 출력에는 적합하지만 정밀한 대형 도면 출력에는 한계가 있다.
• 레이저 프린터 역시 일반 문서 인쇄에 주로 사용되며 대형 정밀 도면 출력용 표준 장치는 아니다.

납땜이 되지 않아야 할 영역에 도포하는 내열성 절연 재료는 솔더 레지스트(solder resist)이다.

솔더 레지스트는 인쇄회로기판 표면에 얇게 도포되어 납땜 공정 중 불필요한 부분에 땜납이 묻는 것을 막아준다.

• 포토 레지스트는 회로 패턴을 형성하기 위해 감광성을 이용하는 재료이다.
• 에칭 레지스트는 에칭 공정에서 구리를 보호하기 위한 재료이다.
• 도금 레지스트는 도금이 되지 않아야 할 부분을 가리는 재료이다.

제도 도면에 반드시 그려야 하는 것은 표제란·중심마크·윤곽선이며, 재단마크는 필요에 따라 표시하는 것으로 필수 요소는 아니다.

재단마크는 도면을 인쇄한 용지를 규격대로 자르기 위한 기준선일 뿐, 도면 자체의 정보 전달과는 직접 관련이 없다.

• 표제란은 도면번호, 척도 등 도면 관리에 필요한 정보를 담는 필수 요소이다.
• 중심마크는 도면의 촬영이나 복사 시 위치를 맞추기 위한 필수 요소이다.
• 윤곽선은 도면의 유효 영역을 정하는 필수 요소이다.

블록선도에서 삼각형 도형은 관례적으로 연산증폭기(증폭기)를 나타내는 데 사용된다.

삼각형은 입력 쪽보다 출력 쪽이 넓어지는 모양으로 신호가 커지는 모습을 형상화한 것으로, 신호를 증폭하는 기능을 직관적으로 표현하는 관용적 기호이다.

• 전원회로는 증폭 기능과 무관하므로 삼각형이 아닌 별도의 기능 블록 기호로 표시된다.
• 변조회로는 신호를 합성·변환하는 기능을 나타내는 별도의 기호로 표시된다.
• 복조회로 역시 증폭과 구분되는 별도의 블록 기호로 표시된다.

전자캐드는 회로와 인쇄회로기판 설계에 특화된 도구이므로 기구의 설계에는 적합하지 않다.

기구 설계는 기계요소나 구조물의 형상을 다루는 분야로, 이를 위해서는 별도의 기계 CAD가 사용된다.

• 회로 설계에 적합하다는 것은 전자캐드 본연의 특징이다.
• 회로의 동작 검증이 용이하다는 것도 전자캐드의 대표적인 장점이다.
• 인쇄회로기판 설계에 적합하다는 것 역시 전자캐드의 핵심 특징이다.

몸체에 224J 로 찍힌 마일러 콘덴서의 용량은 0.22[㎌] 이다.

그림의 부품 몸통에는 윗줄에 1H, 아랫줄에 224J 가 인쇄되어 있고 아래로 리드 두 가닥이 나와 있다. 콘덴서 세 자리 숫자 코드는 앞 두 자리가 유효숫자, 셋째 자리가 10의 거듭제곱 승수이며 단위는 pF 이고, 끝 문자 J 는 허용오차 ±5%, 앞의 1H 는 정격전압 표기다.

$224 \Rightarrow 22 \times 10^{4}\ \mathrm{pF} = 220{,}000\ \mathrm{pF}$
$220{,}000\ \mathrm{pF} = 0.22\ \mu\mathrm{F}$

• 22000[㎊] 은 승수를 $10^{3}$ 로 한 자리 작게 본 값(=0.022㎌)이다.
• 224[㎊] 는 코드를 승수 없이 숫자 그대로 읽은 값이고, 22.4[㎌] 는 224 를 22.4 로 읽으면서 단위까지 ㎌ 로 본 값이다.