06년 2회차

발진회로의 주파수 체배기는 입력된 신호의 주파수를 정수배로 높이는 역할을 하는 회로이다.

이는 왜곡이나 잡음을 제거하는 회로와는 별개의 기능으로, 고주파 신호를 얻기 위해 낮은 주파수의 발진 신호를 정수 배로 체배하는 데 사용된다.

트랜지스터의 바이어스 안정도 계수 S는 이론상 값이 작을수록(1에 가까울수록) 안정하며, 값이 클수록 온도나 소자 특성 변화에 대한 바이어스 점의 흔들림이 커진다.

제시된 값 중에서는 3.1이 가장 작으므로 이 값을 가질 때 바이어스 안정도가 가장 우수하다.

정현파 전압의 실효값은 최댓값을 √2로 나눈 값이므로, e=100 sin ωt[V]의 실효값은 100을 √2로 나눈 값과 같다.

$V_{rms} = \dfrac{V_{max}}{\sqrt{2}} = \dfrac{100}{\sqrt{2}} = 50\sqrt{2}\ \mathrm{V}$

따라서 이 전압의 실효값은 50√2[V]이다.

이미터 접지 증폭기의 h파라미터 중 출력 컨덕턴스(출력 어드미턴스)를 나타내는 기호는 hoe이다.

• hie는 입력 임피던스를 나타낸다.
• hre는 전압 궤환율(역방향 전압비)을 나타낸다.
• hfe는 전류 증폭률(순방향 전류비)을 나타낸다.

V-I 곡선이 원점을 기준으로 좌우 대칭이고, 정방향·역방향 양쪽 모두 브레이크오버 전압(그림의 V_BO1·V_BO2)에서 꺾여 점선으로 그린 부성저항 구간으로 들어가므로 이 특성을 갖는 스위칭 소자는 다이액(DIAC)이다.

다이액은 게이트가 없는 2단자 양방향 트리거 소자로, 어느 극성이든 인가 전압이 브레이크오버 전압을 넘으면 도통하면서 소자 양단 전압은 낮아지고 전류는 급증한다. 그래서 1사분면과 3사분면에 같은 모양의 S자 특성이 나타난다.

• SCR: 게이트로 점호하는 단방향 소자여서 브레이크오버는 순방향에만 있고 역방향은 저지 특성만 보인다.
• 터널 다이오드: 부성저항이 있기는 하나 순방향의 매우 낮은 전압 구간에만 나타나고 양극성 대칭 브레이크오버 점이 없다.
• UJT: 이미터와 두 베이스를 갖는 3단자 소자로, 단방향 부성저항 특성만 보인다.

도체에 흐르는 전류의 각 미소 부분이 만드는 자장을 모두 더한 것이 한 점에서의 전체 자장 세기와 같다는 법칙은 비오-사바르의 법칙이다.

• 렌츠의 법칙은 유도 기전력의 방향을 정하는 법칙이다.
• 주회 적분(암페어)의 법칙은 폐경로를 따른 자기장의 선적분과 전류의 관계를 나타낸다.
• 스타인메츠의 법칙은 히스테리시스 손실을 다루는 법칙으로 이 내용과는 무관하다.

주파수 변조의 변조지수는 최대 주파수 편이를 신호 주파수로 나눈 값으로 구한다.

$m_f = \dfrac{\Delta f_c}{f_s} = \dfrac{65\ \mathrm{kHz}}{6.5\ \mathrm{kHz}} = 10$

따라서 이 신호의 변조지수는 10이다.

그림의 회로에서 미지 콘덴서 값을 구하면 C = 3[μF]이다.

회로는 5[μF]와, 서로 병렬로 놓인 2[μF]·C 묶음이 직렬로 이어져 100[V]에 접속된 구조다. 축적 전하가 250[μC]이므로 합성 용량은 $C_s=\dfrac{Q}{V}=\dfrac{250\times 10^{-6}}{100}=2.5\times 10^{-6}\,[F]=2.5\,[\mu F]$ 이다.

병렬부를 $C_p=2+C$ 로 두면 $\dfrac{1}{2.5}=\dfrac{1}{5}+\dfrac{1}{C_p}$ 에서 $\dfrac{1}{C_p}=0.4-0.2=0.2$, 즉 $C_p=5\,[\mu F]$ 이므로 $C=5-2=3\,[\mu F]$ 가 된다.

병렬 묶음을 빠뜨리고 5[μF]와 2[μF]만 직렬로 보면 약 1.43[μF]가 나오므로, 직렬·병렬 구분을 먼저 해야 한다.

그림에서 두 코일이 직렬로 이어져 있고 자속 화살표 φ₁(오른쪽)과 φ₂(왼쪽)가 서로 반대 방향이므로, 합성 인덕턴스는 $L=L_1+L_2-2M$ 이다.

같은 자로에 감긴 두 코일을 직렬로 이으면 합성 인덕턴스는 $L=L_1+L_2\pm 2M$ 이고, 두 코일의 자속이 같은 방향(가동 결합)이면 +2M, 반대 방향(차동 결합)이면 −2M 을 쓴다.

이 그림은 N₁ 권선이 만드는 자속과 N₂ 권선이 만드는 자속이 철심 안에서 마주 보고 흐르도록 감겨 있어 상호 인덕턴스 M 이 자기 인덕턴스를 깎는 쪽으로 작용한다. 인덕턴스 합성은 곱·나눗셈 꼴로 표현되지 않는다.

내부저항이 r인 전지 n개를 병렬로 연결하면 합성 내부저항은 r/n이 되고, 최대 전력 전달 조건에 따라 부하저항도 이와 같은 값(r/n)일 때 전력이 최대가 된다.

$R_{load} = R_{internal} = \dfrac{r}{n} = \dfrac{1}{n} \times r$

따라서 부하저항은 전지 1개의 내부저항의 1/n배가 되어야 한다.

T 플립플롭은 클럭이 가해질 때마다 출력이 반전하는 토글(toggle) 동작을 하는 회로이며, 데이터를 일시적으로 보존하거나 신호를 지연시키는 용도는 T 플립플롭이 아니라 D 플립플롭의 특징이므로 이 설명이 틀린 내용이다.

• 클럭 펄스마다 출력 상태가 반전하는 것은 T 플립플롭의 기본 동작이다.
• 출력 주파수가 입력의 1/2이 되어 분주·계수 회로에 쓰이는 것도 T 플립플롭의 올바른 특징이다.
• JK 플립플롭의 두 입력을 묶어 하나로 만든 것이 T 플립플롭이라는 설명도 옳다.

그림은 Z₁이 베이스–이미터, Z₂가 이미터–컬렉터, Z₃가 컬렉터–베이스 사이에 놓인 3소자 발진 회로이고, 이것이 콜피츠 발진회로가 되려면 Z₁·Z₂ 는 콘덴서, Z₃ 는 코일이어야 한다.

3소자형 발진 회로는 발진 조건 $X_1+X_2+X_3=0$ 을 만족해야 하므로 이미터에 접한 두 임피던스는 같은 성질, 나머지 하나는 반대 성질이어야 한다. 두 개의 콘덴서로 전압을 분배해 되먹임시키고 코일로 공진을 만드는 구성이 콜피츠(Colpitts) 발진기다.

• Z₁·Z₂ 를 코일, Z₃ 를 콘덴서로 두면 하틀리 발진기가 된다.
• 세 소자를 모두 콘덴서로 두거나 모두 코일로 두면 리액턴스 부호가 같아 합이 0이 될 수 없어 발진하지 않는다.

진폭변조의 변조도는 신호파 진폭을 반송파 진폭으로 나눈 값으로 구한다.

$m = \dfrac{V_s}{V_c} \times 100 = \dfrac{10}{30} \times 100 = 33.3\%$

따라서 이 신호의 변조도는 약 33.3%이다.

자속 밀도(B)는 단위 면적을 지나는 자속의 양으로 정의되며, 자속을 면적으로 나눈 값이므로 단위는 자속의 단위를 면적의 단위로 나눈 형태가 된다.

$B = \dfrac{\Phi}{A}\ [\mathrm{Wb/m^2}]$

따라서 자속 밀도의 단위는 Wb/m²(테슬라)이다.

$1\ \mathrm{Wh}=3600\ \mathrm{J}$이므로 $5\ \mathrm{Wh}=5\times3600=18000\ \mathrm{J}$이다.

중앙처리장치와 주기억장치 사이의 속도 차이를 줄이기 위해 사용하며, 주기억장치보다 5~10배 빠른 소용량 고속 메모리는 캐시기억장치이다.

캐시는 자주 사용하는 데이터나 명령어를 임시로 저장해 CPU의 대기 시간을 줄이며, 특히 그래픽 처리 속도 향상에도 중요한 역할을 한다.

• 주기억장치는 캐시보다 속도가 느리며 용량이 훨씬 크다.
• 보조기억장치는 주기억장치보다도 느린 대용량 저장장치이다.
• 롬은 읽기 전용 기억장치로 속도 완충 목적이 아니다.

입력 자료를 일정 기간·일정량 모아 두었다가 한꺼번에 처리하는 방식을 배치 처리 방식이라 한다.

• 온라인 방식은 입력장치가 중앙처리장치와 직접 연결되어 즉시 처리되는 방식이다.
• 오프라인 방식은 입력장치가 중앙처리장치와 직접 연결되지 않고 별도로 처리되는 방식이다.
• 실시간 처리 방식은 자료가 발생하는 즉시 처리해 결과를 바로 반영하는 방식이다.

따라서 자료를 모아 한꺼번에 처리한다는 설명에는 배치 처리 방식이 해당한다.

마이크로프로세서는 연산과 제어를 담당하는 칩 내부 블록으로 이루어지는데, 입력장치는 키보드·스캐너처럼 프로세서 바깥에서 데이터를 넣어 주는 주변장치이므로 구성 요소에 들어가지 않는다.

나머지 보기는 모두 마이크로프로세서 내부에 있는 요소이다.

• 누산기는 연산 결과를 임시로 담아 두는 내부 레지스터이다.
• 연산장치(ALU)는 산술·논리 연산을 수행하는 내부 블록이다.
• 레지스터는 명령어·주소·데이터를 잠시 보관하는 내부 기억 소자이다.

2킬로바이트(2KB)의 정확한 크기는 2,048바이트이다.

컴퓨터에서 1킬로바이트는 10진수 1,000이 아니라 2의 10제곱인 1,024바이트를 기준으로 하므로, 2KB는 2 × 1,024 = 2,048byte로 계산된다.

• 512byte는 0.5KB에 해당하는 값이다.
• 1,024byte는 1KB에 해당하는 값이다.
• 4,096byte는 4KB에 해당하는 값이다.

연산기에 Complement(보수) 연산이 지정되어 있으므로 입력 11000001 의 모든 비트를 반전한 00111110 이 결과로 나온다.

1의 보수는 각 자리의 0과 1을 맞바꾸는 연산이다. 1 1 0 0 0 0 0 1 을 자리마다 뒤집으면 0 0 1 1 1 1 1 0 이 되고, 피연산자가 하나뿐이어서 오른쪽 입력 상자가 비어 있는 것도 이 때문이다.

• 11000001: 입력을 그대로 내보낸 값으로 보수를 취하지 않았다.
• 00111111: 1의 보수에 1을 더한 2의 보수 값이다.
• 10000011: 입력을 왼쪽으로 한 비트 회전시킨 값일 뿐 보수와 관계가 없다.

착오를 검출하고 교정까지 할 수 있는 오류 정정 코드는 해밍 코드이다.

해밍 코드는 데이터 비트 사이에 여러 개의 패리티 비트를 배치해 오류가 발생한 비트의 위치까지 찾아내어 스스로 정정할 수 있는 오류 정정 코드이다.

• 아스키 코드는 문자를 표현하기 위한 코드로 오류 검출·정정 기능이 없다.
• 그레이 코드는 인접한 값 사이에 한 비트만 바뀌는 코드로 오류 정정과는 무관하다.
• EBCDIC은 문자 표현을 위한 코드로 오류 정정 기능이 없다.

중앙처리장치(CPU)는 크게 연산장치와 제어장치로 나뉜다.

연산장치는 산술·논리 연산을 수행하고, 제어장치는 명령어를 해독해 각 장치에 제어 신호를 보내 동작 순서를 지휘한다.

• 기억장치는 중앙처리장치 내부가 아니라 자료와 명령을 보관하는 별도의 장치이므로 이 분류의 짝이 되지 않는다.
• 논리장치라는 명칭은 연산장치가 담당하는 기능 가운데 하나일 뿐 독립된 분류 단위가 아니다.

알고리즘은 어떤 문제를 해결하기 위한 절차를 순서대로 나열한 풀이 과정을 말한다.

프로그래밍에서 알고리즘은 입력에서 원하는 출력을 얻기까지 수행할 단계를 논리적 순서로 정리한 것으로, 순서도나 프로그램 코드로 표현되기 전의 해결 절차 자체를 의미한다.

• 순서도의 작성 과정은 알고리즘을 도식으로 표현하는 방법일 뿐 알고리즘 자체의 정의는 아니다.
• 문제 원인을 파악하는 일은 알고리즘이 아니라 문제 분석 단계에 해당한다.
• 프로그램의 작성과 오류 수정은 알고리즘을 코드로 구현하고 검증하는 후속 작업이다.

서브루틴 호출 시 복귀 주소를 기억하며 후입선출(LIFO) 형식으로 동작하는 것은 스택(STACK)이다.

스택은 가장 나중에 넣은 자료를 가장 먼저 꺼내는 후입선출 구조이므로, 서브루틴이 여러 단계로 겹쳐 호출되어도 복귀 주소를 차례로 쌓았다가 역순으로 꺼내 원래 자리로 정확히 되돌아올 수 있다.

• SKIP은 특정 명령을 건너뛰는 동작을 가리키는 용어로 주소를 기억하는 구조가 아니다.
• BRANCH는 실행 흐름을 다른 위치로 옮기는 분기 명령이지 저장 구조가 아니다.
• PROTOCOL은 통신 규약을 뜻하는 용어로 복귀 주소 저장과는 관련이 없다.

명령어 인출 → 명령어 해석 → 데이터 인출 → 데이터 처리 순서로 진행되는 것이 마이크로프로세서의 기본 동작 사이클이다.

먼저 프로그램 카운터가 가리키는 명령어를 인출하고 이를 해독한 뒤, 해독 결과가 요구하는 피연산자(데이터)를 인출하여 마지막으로 연산을 수행한다.

• 명령어를 인출한 직후 데이터부터 인출하는 순서는, 아직 해석 전이라 어떤 데이터를 가져와야 하는지 정할 수 없어 성립하지 않는다.
• 데이터를 명령어보다 먼저 인출하는 순서는 실행할 명령 자체가 정해지기 전이므로 성립하지 않는다.
• 데이터 처리부터 시작하는 순서는 인출·해석 단계보다 앞설 수 없다.

기존 내용을 그대로 둔 채 원하는 비트 위치에 값을 끼워 넣는 문자 삽입은 OR 연산으로 수행한다.

• AND 연산은 특정 비트를 지우거나 걸러내는 마스크 용도로 사용된다.
• ROTATE 연산은 비트 위치를 순환 이동시키는 데 사용된다.
• MOVE 연산은 데이터를 그대로 옮기기만 할 뿐 값을 끼워 넣지 못한다.

순서도의 처리 흐름은 원칙적으로 위에서 아래로, 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 표시하므로 오른쪽에서 왼쪽으로 표시한다는 설명은 옳지 않다.

흐름이 이 기본 방향과 다르게 진행될 때에는 화살표를 반드시 붙여 처리 순서를 분명히 나타내야 한다.

• 국제 표준화 기구에서 정한 표준 규격의 기호를 사용하는 것은 순서도 작성의 올바른 원칙이다.
• 처리 과정을 간단명료하게 표시하는 것도 올바른 원칙이다.
• 순서도가 길거나 복잡할 때 기능별로 나눈 뒤 연결 기호로 잇는 것 역시 올바른 작성 방법이다.

왼쪽 리드가 화살표로 세로 막대에 찔러 들어가고 그 막대의 위·아래 끝에서 리드가 각각 오른쪽으로 빠져나오는 3단자 기호이므로 단일 접합 트랜지스터(UJT)이다.

UJT는 하나의 N형 반도체 막대 양 끝에 베이스1·베이스2 단자를 두고 막대 중간에 P형 이미터를 접합시킨 소자다. 기호에서 화살표가 붙은 리드가 이미터이고, 막대 끝에서 곧게 나온 두 리드가 두 베이스여서 화살표가 하나뿐인 것이 특징이다.

• 트랜지스터(TR): 베이스 막대에서 컬렉터·이미터가 비스듬히 뻗고 화살표는 이미터 리드에 붙는다.
• 다이액·트라이액: 삼각형을 맞물려 그린 양방향 기호로, 다이액은 2단자, 트라이액은 게이트가 더 달린 3단자로 그린다.

승인도는 도면을 사용 목적에 따라 나눈 종류이고, 나머지 세 가지는 도면에 담긴 내용에 따라 나눈 종류여서 분류 기준 자체가 다르다.

• 회로도는 회로의 구성과 결선 관계라는 도면 내용을 기준으로 구분한 것이다.
• 부품도는 개별 부품의 형상과 치수라는 내용을 기준으로 구분한 것이다.
• 조립도는 부품들의 조립 관계라는 내용을 기준으로 구분한 것이다.

반면 승인도는 발주자의 승인을 받기 위해 작성하는 도면인지 아닌지, 즉 도면의 용도를 기준으로 구분한 것이므로 앞의 세 가지와 같은 갈래로 묶이지 않는다.

장치와 장치 사이의 접속 상태나 기능을 알아보기 쉽도록 기호나 실제 모양을 배치하고 그 사이를 연결하여 나타낸 도면을 접속도라고 한다.

접속도는 배선 자체보다 장치 간의 신호 흐름과 연결 관계를 파악하는 데 중점을 둔 도면이다.

• 부품 배치도는 부품이 실장되는 위치를 나타낸 도면이다.
• 패턴도는 배선 패턴(동박 형상)을 나타낸 도면이다.
• 블록 다이어그램은 기능 단위를 사각형 블록으로 단순화해 나타낸 도면이다.

PCB 설계용 CAD의 일반적인 배선 알고리즘에 속하지 않는 것은 인공지능 탐사법이다.

자동 배선은 부품의 패드 사이를 잇는 경로를 컴퓨터가 찾아 주는 기능으로, 스트립 접속법·고속 라인법·기하학적 탐사법처럼 정해진 규칙에 따라 격자나 경로를 탐색하는 기법들이 대표적으로 소개된다.

• 스트립 접속법은 배선 영역을 띠 모양 구역으로 나누어 경로를 잇는 기법으로 자동 배선 알고리즘에 포함된다.
• 고속 라인법은 경로 탐색 시간을 줄이도록 선을 빠르게 이어 가는 기법으로 역시 자동 배선 알고리즘이다.
• 기하학적 탐사법은 장애물을 피해 도형적으로 경로를 찾아가는 기법으로 널리 쓰인다.

한쪽 방향으로만 전류를 통과시켜 교류를 직류로 바꾸는 소자는 다이오드이다.

다이오드는 PN 접합의 정류 작용으로 순방향에서는 전류를 흐르게 하고 역방향에서는 전류를 차단한다.

트랜지스터와 전계효과 트랜지스터는 증폭·스위칭에, 전해 콘덴서는 전하 저장에 쓰이는 소자로, 정류 작용 자체가 주된 기능은 아니다.

SCR은 다이오드 기호(삼각형 + 캐소드 막대)에 게이트 리드가 하나 더 붙은 3단자 기호이므로, 삼각형과 캐소드 막대에 비스듬한 게이트 선이 달린 보기가 실리콘 제어 정류소자이다.

SCR은 PNPN 4층 구조의 정류 소자에 게이트를 더한 것으로, 게이트에 트리거 전류를 주면 애노드–캐소드가 도통(점호)하고 이후에는 유지전류 이하로 떨어질 때까지 도통을 유지한다. 그래서 기호도 다이오드 모양에 게이트 선 하나를 덧붙인 형태가 된다.

• 원 안에 세로 막대와 두 개의 비스듬한 리드·이미터 화살표가 있는 보기: 트랜지스터 기호다.
• 원 안에 삼각형과 막대만 있는 보기: 게이트가 없는 일반 다이오드다.
• 직선 극판과 곡선 극판이 마주 보는 보기: 콘덴서(유극성) 기호다.

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.

감광막으로 보호되지 않은 구리를 화학약품으로 녹여 필요한 배선 패턴만 남기고 나머지 동박을 제거하는 공정을 에칭(Etching)이라 한다.

나머지 공정은 구멍을 뚫거나 패턴을 전사하거나 금속을 덧붙이는 단계로, 불필요한 동박을 걷어내는 작업과는 성격이 다르다.

• 천공은 부품 삽입이나 층간 접속을 위해 구멍을 뚫는 공정이다.
• 노광은 감광막에 빛을 쬐어 배선 패턴을 전사하는 공정이다.
• 도금은 구멍 내벽이나 도체 표면에 금속을 입혀 두께를 더하는 공정이다.

내열성이 뛰어나고 다층 기판 제작에 적합하며 휘어지는 플렉시블 기판에 많이 쓰이는 재질은 폴리이미드 필름이다.

폴리이미드는 고온에서도 물성이 안정적이고 얇은 필름 형태로 가공할 수 있어 접거나 구부리는 연성(플렉시블) 인쇄회로기판의 기재로 널리 사용된다.

• 페놀 수지는 값이 싼 일반 단면 기판에 주로 쓰이며 내열성과 유연성이 낮다.
• 에폭시 수지는 강성이 있는 경성 기판에 주로 사용되어 휘어지는 용도에는 적합하지 않다.
• 테프론은 초고주파 회로용 기재로 쓰이며 플렉시블 기판의 주재료로 일반화되어 있지 않다.

부품 간의 연결 정보를 담아 PCB Artwork나 회로 시뮬레이션에 사용하는 데이터 파일을 넷리스트(Netlist)라 한다.

회로도 작성이 끝나면 각 부품의 핀이 어떤 노드로 이어지는지를 연결 목록 형태로 추출하며, 이 정보를 바탕으로 배치·배선과 시뮬레이션이 진행된다.

• 라이브러리(Library)는 부품의 기호·외형 데이터를 모아둔 것이다.
• 컴포넌트(Component)는 회로에 사용되는 개별 부품 자체를 가리킨다.
• 심볼(Symbol)은 회로도에서 부품을 표시하는 도형 기호이다.

PCB에 뚫을 구멍의 크기와 수량 정보를 담고 있는 것은 드릴 데이터(drill data)이다.

드릴 데이터는 기판 설계 단계에서 각 홀의 좌표·지름·개수를 정리한 정보로, 천공(드릴링) 공정에서 그대로 사용된다.

나머지 보기는 구멍과 무관한 다른 정보를 나타낸다.

• component side pattern은 부품이 실장되는 면의 배선 패턴이다.
• solder side pattern은 납땜이 이루어지는 면의 배선 패턴이다.
• solder mask는 납땜이 되지 않아야 할 부분을 덮는 도포막이다.

전기 신호의 중계·제어 등을 수행하는 기구 부품(electro-mechanical component)에 속하지 않는 것은 다이오드이다.

다이오드는 반도체 접합으로 동작하는 전자 소자이며, 기계적인 접점 동작이 있는 기구 부품과는 성격이 다르다.

• 커넥터는 기구적 접속으로 신호를 연결한다.
• 소켓은 부품을 꽂아 접속시키는 기구 부품이다.
• 스위치는 기계적 접점 개폐로 신호를 제어한다.

거리와 각도로 점의 위치를 나타내는 좌표계는 극좌표계이다.

기준점에서 얼마나 떨어져 있고 어느 방향인지를 거리와 각도 한 쌍으로 입력하므로, 비스듬한 방향의 배선이나 일정 각도로 놓인 부품을 배치할 때 편리하다.

• 절대좌표계와 상대좌표계는 원점 또는 직전 점을 기준으로 한 X, Y 값으로 위치를 지정한다.
• 사용자좌표계는 작업에 맞게 원점과 축 방향을 새로 정해 쓰는 좌표계이다.

전자회로 설계 프로그램(Electric CAD)은 기존의 전기·전자 부품 정보를 담은 라이브러리(Library)를 불러들여 회로를 구성한다.

라이브러리에는 저항·트랜지스터·IC 등 부품의 기호와 핀 정보, 특성 자료가 미리 저장되어 있어, 설계자는 필요한 부품을 불러와 회로도에 배치하는 방식으로 작업 시간을 크게 줄일 수 있다.

• Though는 부품 정보를 모아 둔 저장소를 가리키는 CAD 용어가 아니다.
• Refresh는 화면 표시를 다시 그려 갱신하는 동작을 뜻한다.
• Locked는 객체를 편집하지 못하도록 잠가 둔 상태를 뜻한다.

「컴퓨터 지원 설계」를 뜻하는 약자는 CAD(Computer Aided Design)이다.

컴퓨터로 도면을 작성·수정·보관하고 설계 데이터를 그대로 생산 공정에 넘길 수 있어, 전자 제도에서는 회로도 작성과 PCB 아트워크의 기본 도구로 쓰인다.

• CAM은 컴퓨터 지원 생산(Computer Aided Manufacturing)으로 가공·제조 단계를 맡는다.
• CAE는 컴퓨터 지원 공학(Computer Aided Engineering)으로 해석·시뮬레이션을 뜻한다.
• CNC는 컴퓨터 수치제어로, 공작기계를 수치 정보로 제어하는 방식이다.

안테나부터 스피커까지 각 기능을 네모 블록으로 두고 신호가 흐르는 순서를 선으로 이어 놓은 표시 방법이므로 계통도이다.

그림은 고주파증폭회로 → 혼합회로(국부발진회로가 함께 들어감) → 중간주파증폭회로 → 검파회로 → 저주파증폭회로로 이어지는 슈퍼헤테로다인 수신기의 구성이다. 부품 기호나 배선 대신 기능 단위의 연결만 보여 주는 것이 계통도의 특징이다.

• 회로도: 저항·콘덴서 같은 부품 기호와 그 접속을 그대로 그린 도면이다.
• 배선도: 기기 사이를 잇는 전선의 굵기·가닥수·경로를 나타낸 도면이다.
• 접속도: 단자와 단자의 연결 관계를 상세히 나타낸 도면이다.

그림이나 사진 같은 화상 데이터를 읽어 들여 디지털 정보로 바꿔주는 장치는 이미지 스캐너다.

손으로 그린 스케치 도면을 그대로 스캔해 CAD 시스템에 입력하거나, 파일 형식이 서로 호환되지 않는 시스템 사이에서 종이 도면을 매개로 데이터를 주고받을 때 활용된다.

• 디지타이저는 좌표를 하나씩 지정해 벡터 형태로 도면을 옮겨 그리는 장치로, 화상을 통째로 읽어 들이는 방식이 아니다.
• 키보드는 문자·숫자를 입력하는 장치로 화상 데이터 입력과 관계가 없다.
• 마우스는 위치와 클릭 신호만 전달하는 포인팅 장치다.

한국산업규격(KS) 분류기호 중 전기·전자·통신 분야에 해당하는 것은 KS C이다.

KS 규격은 분야별로 알파벳을 붙여 나누는데, 전기·전자·통신 부문은 KS C로 구분되어 관련 규격들이 이 항목 아래 제정된다.

• KS A는 기본 부문(통칙·용어 등)에 해당한다.
• KS B는 기계 부문에 해당한다.
• KS D는 금속 부문에 해당한다.

능동 부품에 속하는 것은 트랜지스터이다.

능동 부품은 외부에서 전원을 공급받아 신호를 증폭·발진·스위칭하는 기능을 하는 소자로, 트랜지스터와 IC 같은 반도체 소자가 여기에 해당한다.

• 저항기는 전류의 흐름을 제한할 뿐 스스로 신호를 키우지 못하는 수동 부품이다.
• 유도기(인덕터)는 에너지를 자기장 형태로 저장하는 수동 부품이다.
• 용량기(콘덴서)는 전하를 저장하는 수동 부품이다.

제도 용지 A3의 규격은 297×420(mm)이다.

A열 용지는 짧은 변을 기준으로 반으로 접으면 한 단계 작은 규격이 되는 관계를 가지므로, A4(210×297)를 펼친 크기가 A3(297×420)가 된다.

• 210×297은 A4 용지의 규격이다.
• 420×594는 A2 용지의 규격이다.
• 594×841은 A1 용지의 규격이다.

물체를 실제 크기보다 작게 그리는 척도는 축척이다.

척도는 도면 상의 길이와 실물 길이의 비로 나타내며, 축척은 실물보다 작게, 배척은 실물보다 크게 그리는 것을 말한다.

• 실척(현척)은 실물과 같은 크기(1:1)로 그리는 척도이다.
• 배척은 실물보다 크게 확대하여 그리는 척도이다.
• NS(Not to Scale)는 도면이 일정한 비례로 그려지지 않았음을 나타내는 표기이다.

고주파 부품과 노이즈 대책으로는 가급적 표면 실장형 부품(SMO, 표면 실장 부품 SMD)을 사용하는 것이 옳다.

표면 실장형 부품은 리드선이 짧거나 아예 없어 부유 인덕턴스와 부유 용량이 작으므로 고주파 특성이 좋아지고 노이즈의 발생·유입이 줄어든다. 보기에 적힌 SMO 는 표면 실장 부품을 뜻하는 SMD(Surface Mount Device)를 가리키는 표기이다.

• 아날로그와 디지털 회로의 어스 라인을 통합하면 디지털 잡음이 아날로그 쪽으로 흘러들기 쉬우므로 오히려 분리해야 한다.
• 부품을 세워 사용하면 리드선이 길어져 부유 성분과 안테나 작용이 커지므로 노이즈 대책과 반대 방향이다.
• 고주파 부품을 일반 회로와 섞어 배치하면 상호 간섭이 커지므로 구역을 나누어 분리 배치해야 한다.

JIS(일본공업규격) 트랜지스터 형명 2SC1815Y에서 2S 뒤에 붙는 문자 C는 NPN형 고주파용을 뜻한다.

앞의 2S는 PN 접합이 2개인 3단자 소자, 즉 트랜지스터를 뜻하고, 이어지는 숫자는 등록 순서를, 맨 뒤의 문자는 전류 증폭률 등급을 나타낸다.

• A는 PNP형 고주파용을 뜻한다.
• B는 PNP형 저주파용을 뜻한다.
• D는 NPN형 저주파용을 뜻한다.

CAD용 컴퓨터의 데이터 버퍼는 출력 작업이 이루어지는 동안에도 다른 작업을 할 수 있게 해 준다.

버퍼는 출력할 자료를 잠시 담아 두었다가 느린 출력 장치로 차례차례 내보내는 임시 저장 공간이므로, 컴퓨터는 출력이 끝나기를 기다리지 않고 곧바로 다음 작업을 이어갈 수 있다.

• 주변장치와 병렬 데이터 통신을 하기 위한 인터페이스라는 설명은 버퍼가 아니라 병렬 포트 규격에 대한 것이다.
• 커넥터의 핀 수를 규정하는 것도 버퍼의 기능이 아니라 접속 커넥터 규격의 내용이다.
• 사용자가 정의한 형상을 컴퓨터가 이해하는 수치로 바꾸어 넣는 것은 디지타이저 같은 입력 장치의 역할이다.

회로도는 능동 소자를 중심에 배치하고 그 주위에 수동 소자를 배열하는 것이 원칙이므로, 수동 소자를 중심에 두고 능동 소자를 외곽에 그린다는 설명은 옳지 않다.

나머지는 회로도를 읽기 쉽게 만들기 위해 실제로 지키는 사항이다.

• 대각선과 곡선을 피하고 수평·수직선으로 그려야 배선 관계를 알아보기 쉽다.
• 주 회로와 보조 회로가 함께 있으면 주 회로를 중심에 두고 배치한다.
• 신호 흐름은 도면의 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서 아래로 향하도록 그린다.

정전압 용도로 쓰이는 다이오드는 제너 다이오드이다.

제너 다이오드는 역방향으로 일정 전압 이상이 가해지면 전류가 크게 변해도 양단 전압이 거의 일정하게 유지되는 특성을 이용해 정전압 회로(기준 전압원)에 사용된다.

• 일반 다이오드는 정류나 스위칭에 주로 쓰이며 전압을 일정하게 붙잡아 두는 특성은 없다.
• 터널 다이오드는 음저항 특성을 이용해 고속 스위칭이나 발진 회로에 쓰인다.
• 포토 다이오드는 빛을 전기 신호로 바꾸는 수광 소자이다.

도면 번호와 도면 이름, 척도, 작성자 등 도면 관리에 필요한 사항은 표제란에 모아 기입한다.

표제란은 도면 오른쪽 아래에 두는 것이 원칙이어서, 도면을 접거나 겹쳐 두어도 번호를 바로 확인할 수 있다.

• 부품란은 부품의 명칭·규격·수량 등을 정리하는 부분이다.
• 윤곽선은 도면의 영역을 구분하는 테두리선이다.
• 드로잉 뒷면은 도면 번호를 기입하는 자리가 아니다.

PCB 기판의 점퍼선도 배치도에 나타내야 하므로, 점퍼선은 절대로 표시하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

점퍼선은 배선이 교차하는 곳을 건너뛰어 잇는 실제 배선의 일부이므로, 다른 부품·배선과 마찬가지로 배치도에 분명히 표시해야 조립과 검사에서 실수가 생기지 않는다.

• IC의 첫 번째 핀(pin 1) 위치를 표시하는 것은 방향과 극성을 구분하기 위한 올바른 원칙이다.
• 부품 상호 간에 신호가 유도되지 않도록 배치를 고려하는 것도 옳은 사항이다.
• 부품의 종류·기호·용량·핀 위치·극성 등을 표시하는 것 역시 배치도 작성의 기본 원칙이다.

PCB를 쓰면 배선이 도면대로 고정되어 오배선의 우려가 오히려 줄어들므로, 오배선의 우려가 많다는 설명은 옳지 않다.

인쇄회로기판은 설계된 패턴 그대로 회로가 형성되기 때문에 수작업 배선에 비해 배선 실수가 크게 줄고 완성된 제품마다 품질이 고르게 유지된다.

• 같은 패턴으로 다량 생산할 수 있어 대량 생산의 효과가 높다는 설명은 옳다.
• 패턴이 규격화되어 제품의 균일성과 신뢰성이 높다는 설명도 옳다.
• 배선 길이와 배치가 일정하게 고정되어 회로 특성이 안정화된다는 설명도 옳다.

디지타이저(Digitizer)는 좌표나 도면 정보를 입력하는 입력 장치로, 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 장치가 아니다.

모니터, LCD 모니터, 비디오 프로젝터는 모두 화면이나 스크린에 영상을 출력하여 보여주는 디스플레이 장치에 해당한다.

구멍 주위에 만든 도체 부분이 땜납을 받을 수 있도록 처리하는 것은 납 마스크이다.

납 마스크는 기판 표면에서 납땜이 되어야 할 구멍·랜드 주위만 열어 두고 나머지 면은 절연막으로 덮어, 정해진 자리에서만 땜납이 붙도록 만드는 처리이다.

• 실크스크린은 부품 번호·극성 등을 기판 위에 인쇄하는 비도전성 표시로 납땜 여부와는 관계가 없다.
• Drill(구멍 가공)은 홀을 뚫는 기계 가공 단계일 뿐 표면 처리 공정이 아니다.
• 패턴은 도체 배선 그 자체를 가리키는 말로, 특정 부위만 납땜되게 하는 처리를 뜻하지 않는다.

PCB Artwork에서 부품 간 배선을 연결해 나가는 과정을 route(라우팅)라고 한다.

네트리스트에 정의된 연결 관계에 따라 구리 패턴으로 실제 배선 경로를 만들어 가는 작업이 route이다.

• line은 단순한 선 요소를 가리키는 용어일 뿐 배선 작업 전체를 뜻하지 않는다.
• hole은 부품 삽입이나 비아를 위해 뚫는 구멍을 가리키는 용어이다.
• point는 좌표상의 한 점을 가리키는 용어로 배선 과정과는 다르다.

기업이나 공장이 자체적으로 심의·규정하여 그 내부에서만 적용되는 표준을 사내 표준이라 한다.

나머지 보기는 적용 범위가 기업 밖으로 넓어지는 표준이다.

• 단체 표준은 같은 업종의 여러 기업이 모인 단체가 정한 표준이다.
• 국가 표준은 KS처럼 국가가 제정해 나라 안에서 통용되는 표준이다.
• 국제 표준은 ISO처럼 여러 나라가 공동으로 정한 표준이다.