02년 1회차

전전류 I 가 R₁·R₂ 병렬부에서 갈라지므로, R₁ 쪽 전류는 맞은편 저항 R₂ 를 분자에 놓은 $I_1 = I\dfrac{R_2}{R_1+R_2}$ 이다.

그림에서 I₁ 은 위쪽 R₁ 가지로 흐르는 전류이고, 병렬 두 가지에 걸리는 전압은 같으므로 $I_1R_1 = I_2R_2$, $I = I_1+I_2$ 에서 위 식이 나온다. 저항이 클수록 그 가지의 전류는 작아지므로 분자에는 반대쪽 저항이 온다.

• 분자에 자기 자신인 R₁ 을 놓은 식은 전류 분배가 아니라 직렬 회로의 전압 분배에서 쓰는 형태다.
• 분모가 한쪽 저항뿐이고 분자가 R₁+R₂ 인 식들은 값이 항상 I 보다 커지는데, 갈래 전류가 전전류보다 클 수는 없다.

앞에 직렬로 들어간 R 은 두 갈래에 공통이라 분배 비율에는 영향을 주지 않는다.

한 바퀴 도는 단일 폐회로이므로 합성 기전력 10 [V] 를 저항의 합 20 [Ω] 으로 나눈 0.5 [A] 가 흐른다.

그림의 전지는 긴 선이 +극, 짧고 굵은 선이 −극이다. 표시된 I 의 방향으로 따라가면 V₁·V₃·V₄ 는 −극에서 +극으로 통과해 전류를 밀어 주고, V₂·V₅ 는 +극에서 −극으로 통과해 반대로 작용한다.

$\sum V = 10 + 3 + 6 - 5 - 4 = 10\,[\mathrm{V}]$
$\sum R = 2+3+4+5+6 = 20\,[\Omega]$
$I = \dfrac{\sum V}{\sum R} = \dfrac{10}{20} = 0.5\,[\mathrm{A}]$

• V₂ 까지 전류를 돕는 쪽으로 부호를 잘못 붙이면 $20/20 = 1\,[\mathrm{A}]$ 이 나온다.
• 극성을 무시하고 다섯 기전력을 모두 더하면 28 [V] 가 되어 $28/20 = 1.4\,[\mathrm{A}]$ 로, 어느 보기와도 맞지 않는다.

저항 성분이 무시되는 순수한 코일에서는 전류의 위상이 공급 전압보다 90° 늦다.

코일에는 전류 변화를 방해하는 방향으로 유도기전력이 생기므로 전류가 전압을 뒤따라가게 되며, 인덕턴스 성분만 있을 때 그 지연은 정확히 90°가 된다.

• 전류가 전압보다 90° 앞서는 것은 저항이 무시된 콘덴서 회로의 특성이다.
• 위상차는 소자의 성질로 정해지므로 시간에 따라 달라지거나 전압과 같아지지 않는다.

위 가지의 6 [㎌] 두 개가 직렬로 3 [㎌] 이 되고 여기에 아래 가지 5 [㎌] 이 병렬로 붙으므로, 합성 용량은 8 [㎌] 이다.

콘덴서 직렬 합성: $C_s=\dfrac{6\times 6}{6+6}=3\,[\mu\mathrm{F}]$

여기에 병렬 합성: $C=C_s+5=3+5=8\,[\mu\mathrm{F}]$

• 콘덴서는 저항과 반대로 직렬에서 작아지고 병렬에서 그대로 더해진다. 위 가지를 6+6=12 로 더하면 12 [㎌] 가 나온다.
• 3 [㎌]·5 [㎌] 는 각각 위 가지만·아래 가지만 계산하고 나머지 한쪽을 빠뜨린 값이다.

진공의 투자율은 $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,\mathrm{H/m}$로 정해진 상수이다.

투자율은 자계의 세기 $H$와 자속밀도 $B$를 $B = \mu H$의 관계로 이어 주는 값이며, 진공에서의 이 값이 자기 회로 계산의 기준이 된다.

• $8.855 \times 10^{-12}$은 진공의 유전율 $\varepsilon_0\,[\mathrm{F/m}]$로 전계 쪽 상수이다.
• $9 \times 10^{9}$은 진공에서 정전력을 구하는 쿨롱 법칙의 비례상수 $1/4\pi\varepsilon_0$이다.

쇄교 자속이 변하는 정도(시간적 변화율)에 비례하여 기전력이 유도된다는 내용은 패러데이의 전자유도 법칙이다.

유도기전력의 크기는 $e = -N\dfrac{d\phi}{dt}$로 나타내며, 자속의 변화가 빠를수록 큰 기전력이 생긴다는 뜻이다.

• 렌쯔의 법칙은 유도기전력과 유도전류의 방향을 정하는 법칙이다.
• 앙페에르의 오른 나사 법칙은 전류와 그 주위 자기장의 방향 관계를 나타낸다.
• 비오-사바르의 법칙은 전류가 만드는 자기장의 세기를 구하는 법칙이다.

반지름 $r$인 원형 코일 중심에 작용하는 자장의 세기는 $H = \dfrac{NI}{2r}\,[\mathrm{AT/m}]$이다.

비오-사바르의 법칙으로 코일의 각 미소 부분이 중심에 만드는 자장을 한 바퀴 합성하면 $H = \dfrac{I}{2r}$가 되고, 같은 전류가 $N$회 감겨 있으므로 여기에 감은 횟수 N을 곱한 값이 된다.

• $NI/r$와 $2NI/r$는 분모의 2를 빠뜨리거나 반대로 곱한 형태이다.
• $NIr$는 반지름이 커질수록 자장이 세지는 꼴이어서 거리에 반비례하는 성질과 어긋난다.

진성 반도체는 규소(Si)·게르마늄(Ge)처럼 최외각 전자가 4개인 4족 원소의 순수한 결정이다.

이 가전자 4개가 이웃 원자와 서로 공유결합을 이루어 안정된 결정 구조를 만들며, 상온에서는 열에너지로 일부 결합이 끊어져 전자-정공 쌍이 생기는 정도의 전도성만 갖는다.

• 가전자가 3개인 3족 원소를 넣으면 정공이 많은 P형 반도체가 된다.
• 가전자가 5개인 5족 원소를 넣으면 자유전자가 많은 N형 반도체가 된다.

전압이득은 입출력 전압비에 $20\log_{10}$을 취해 구하므로, 이 증폭기의 이득은 80[㏈]이다.

전압비는 $\dfrac{10\,\mathrm{V}}{1\,\mathrm{mV}} = \dfrac{10}{10^{-3}} = 10^{4}$이고, 이득은 $20\log_{10}10^{4} = 20 \times 4 = 80\,[\mathrm{dB}]$가 된다.

• ㎷를 V로 바꿀 때 자리 하나를 놓쳐 전압비를 $10^{3}$으로 보면 60[㏈]이 나온다.
• 전력이득 공식인 $10\log_{10}$을 쓰면 40[㏈]이 되므로, 전압비에는 20을 곱한다는 점을 놓치면 안 된다.

입력이 반전 단자(−) 로 들어가고 5 [㏀] 이 출력과 반전 단자를 잇는 귀환 저항이므로, 전압 이득은 $\dfrac{V_o}{V_i}=-\dfrac{R_f}{R_i}=-\dfrac{5}{10}=-\dfrac{1}{2}$ 다.

그림에서 비반전 단자(+)는 접지되고 Vi 는 10 [㏀] 을 지나 반전 단자에 연결된다. 가상 단락으로 반전 단자 전위가 0 이므로 두 저항에 같은 전류가 흘러 $\dfrac{V_i}{10}= -\dfrac{V_o}{5}$ 가 성립한다.

• 부호가 없는 값은 비반전 증폭기의 이득 형태다. 반전 입력으로 넣은 회로는 출력 위상이 180° 뒤집혀 이득이 반드시 음수다.
• 저항비를 거꾸로 잡아 $-\dfrac{10}{5}=-2$ 로 보거나 두 저항을 곱해 −50 으로 보는 것은 $-R_f/R_i$ 공식을 잘못 적용한 결과다.

하틀리 발진기는 베이스–이미터 사이와 컬렉터–이미터 사이가 코일(유도성), 베이스–컬렉터 사이가 콘덴서(용량성)인 3점 접속이므로, 묻고 있는 베이스–이미터 간 리액턴스는 유도성이다.

그림에서 Z₁ 은 베이스와 이미터 사이, Z₂ 는 이미터와 컬렉터 사이, Z₃ 는 베이스와 컬렉터 사이에 놓여 있다. 3점 발진이 성립하려면 Z₁ 과 Z₂ 가 같은 성질, Z₃ 가 그 반대 성질이어야 귀환 신호의 위상이 180° 되돌아와 정귀환이 된다.

Z₁·Z₂ 가 유도성이고 Z₃ 가 용량성이면 하틀리, 반대로 Z₁·Z₂ 가 용량성이고 Z₃ 가 유도성이면 콜피츠 발진기다.

• 저항성은 위상을 돌려 주지 못해 발진 조건 자체를 만들 수 없다.
• 유도성·용량성 어느 쪽이어도 된다면 하틀리와 콜피츠가 구별되지 않으므로 성립하지 않는다.

일정한 진폭과 일정한 주파수의 전기 진동을 스스로 계속 만들어 내는 현상을 발진이라 한다.

증폭기 출력의 일부를 입력으로 되돌려 보내 되먹임 신호의 위상이 맞고 루프 이득이 1 이상이 되면, 외부에서 신호를 넣지 않아도 진동이 유지되는 발진기가 된다.

• 증폭은 입력 신호가 있어야 그 크기를 키워 내보내는 작용이다.
• 궤환은 출력의 일부를 입력으로 되돌리는 동작 자체로, 발진이 일어나기 위한 조건에 해당한다.
• 재생은 되먹임을 이용해 감도를 높이거나 신호를 되살리는 작용을 가리킨다.

변조도가 1이 되어 신호파의 진폭이 반송파의 진폭과 같아진 상태를 100[%] 변조라 한다.

진폭변조에서 변조도 $m$은 신호파 진폭을 반송파 진폭으로 나눈 값이므로, $m = 1$이면 포락선의 최소값이 0까지 내려가는 일그러짐 없이 변조할 수 있는 한계가 된다.

• 무변조는 신호파가 없어 $m = 0$인 상태이다.
• $m$이 1보다 작으면 변조가 얕아 전송 효율이 떨어진다.
• $m$이 1을 넘으면 포락선이 잘려 파형이 일그러지는 과변조가 된다.

수정발진기의 안정된 반송파에 신호파를 실어 FM파를 만드는 간접(아암스트롱) 방식이므로, (A)에는 위상변조기가 들어간다.

수정발진기는 주파수를 직접 흔들 수 없으므로 반송파의 위상을 신호파로 변조하고, 그 위상 변화를 주파수 변화로 얻어 낸다. 위상 변조만 하면 변조 지수가 신호 주파수에 비례해 커지므로, 그림처럼 1/f_s 특성을 갖는 R·C 보정회로로 신호파 진폭을 미리 줄여 넣어야 FM파가 된다.

• 적분 기능은 이미 신호파 쪽 R·C 보정회로가 맡고 있으므로 이 자리에 다시 놓을 필요가 없다.
• 검파회로·비(比)검파회로는 FM파에서 신호를 꺼내는 수신 측 회로여서, 반송파와 신호파를 합쳐 FM파를 내보내는 송신 단에는 올 수 없다.

허수의 단위는 제곱해서 $-1$이 되는 수, 곧 $\sqrt{-1}$이며 기호 $i$(전기·전자 분야에서는 전류와 구별하려고 $j$)로 쓴다.

• 복소수는 실수부와 허수부로 이루어지며, 실수부가 양수로 한정되지 않는다.
• 허수는 제곱하면 음수가 되는 수이다.
• $a + jb$의 절대값은 $\sqrt{a^{2}+b^{2}}$로, 허수부만이 아니라 실수부까지 반영한 크기이다.

따라서 네 설명 가운데 허수 단위를 $\sqrt{-1}$로 밝힌 것만 옳다.

4K 바이트는 $4 \times 1024 = 4096$바이트이고 번지는 번지 0부터 매기므로, 번지의 범위는 번지 0에서 번지 4095까지가 된다.

기억 장소의 개수와 마지막 번지 번호는 1만큼 차이가 나므로, 4096개를 0부터 세면 마지막 번지는 4095이다.

• 번지 1에서 시작한다고 보면 번지 0가 빠져 실제 번지 체계와 맞지 않는다.
• 번지 4000로 끝난다고 보면 K를 1000으로 계산한 것이어서 $1\mathrm{K} = 1024$와 어긋난다.

논리식 $(A+B)(A+C)$를 간소화하면 A+BC가 된다.

전개하면 $(A+B)(A+C) = A + AC + AB + BC$이고, 흡수법칙에 의해 $A + AC + AB = A$이므로 $A + AC + AB + BC = A + BC$로 정리된다.

주기억장치가 4096 word이므로 모든 번지를 구별하려면 $2^{n} \ge 4096 = 2^{12}$에서 $n = 12$, 즉 MAR은 12비트 레지스터여야 한다.

MAR(기억장치 주소 레지스터)은 접근할 번지를 담는 레지스터이므로 그 비트 수는 워드의 개수로 결정되며, 한 워드가 몇 비트인지와는 관계가 없다.

• 16은 한 워드의 길이로, 자료를 담는 MBR(MDR) 쪽 크기에 해당한다.
• 4096은 워드의 개수 자체이지 주소를 나타내는 데 필요한 비트 수가 아니다.
• 8비트로는 $2^{8} = 256$개 번지만 지정할 수 있어 4096워드를 다 가리키지 못한다.

CPU를 거치지 않고 주기억장치와 입·출력 장치가 직접 자료를 주고받는 방식을 DMA(Direct Memory Access)라 한다.

• FIFO는 먼저 들어온 자료를 먼저 내보내는 버퍼(큐) 구조를 가리킨다.
• 핸드쉐이킹은 송·수신 장치가 준비 신호를 주고받아 전송 시점을 맞추는 방법이다.
• I/O 인터페이스는 CPU와 주변장치를 이어 주는 일반적인 접속 회로를 뜻한다.

DMA는 전송하는 동안 버스 사용권을 CPU에서 넘겨받아 블록 단위로 자료를 옮기므로, CPU가 한 번에 한 개씩 중계할 때보다 전송이 빠르다.

수행한 프로그램에서 잘못된 부분을 찾아 바로잡는 작업을 디버깅(Debugging)이라 한다.

오류에는 문법 오류와 논리 오류가 있으며, 디버깅은 실행 결과를 확인하며 원인을 찾아 고치는 과정을 모두 포함한다.

• 천공(Punching)은 카드나 종이테이프에 구멍을 뚫어 자료를 기록하던 입력 작업이다.
• 코딩(Coding)은 프로그램을 언어의 문법에 맞게 작성하는 단계이다.
• 블럭킹(Blocking)은 여러 레코드를 한 블록으로 묶어 입출력 효율을 높이는 것이다.

A 레지스터에 실린 1100001 을 1의 보수로 바꾸면 0011110 이 되어 C 레지스터로 출력된다.

1의 보수는 각 비트를 그대로 뒤집는 연산이다. 1은 0으로, 0은 1로 바꾸며 자릿수는 7자리 그대로 유지된다.

$1100001 \rightarrow 0011110$

• 여기에 1을 더한 0011111 은 1의 보수가 아니라 2의 보수다.
• 맨 앞자리까지 1이 남아 있는 값이나 원래 비트 배열과 자리마다 대응하지 않는 값은 비트 반전 결과가 될 수 없다.

마이크로컴퓨터 내부의 신호 전송 통로(버스)는 어드레스 버스·데이터 버스·제어 버스의 세 가지로 나누는 것이 기본 분류이며, 메모리 버스는 이 분류에 들어가지 않는다.

• 어드레스 버스는 CPU가 지정한 번지 정보를 한 방향으로 내보낸다.
• 데이터 버스는 실제 자료를 양방향으로 주고받는다.
• 제어 버스는 읽기·쓰기 등의 제어 신호와 상태 신호를 전달한다.

어드레스 버스의 선 수는 지정할 수 있는 번지의 개수를, 데이터 버스의 선 수는 한 번에 옮길 수 있는 자료의 폭을 결정한다.

순서도는 위쪽에서 아래쪽으로, 그리고 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르도록 작성하므로 오른쪽에서 왼쪽으로 작성한다는 설명은 옳지 않다.

흐름 방향을 일정하게 지켜야 읽는 사람이 처리 순서를 헷갈리지 않고 따라갈 수 있으며, 거슬러 올라가는 흐름에는 화살표를 붙여 방향을 분명히 표시한다.

• 단자·처리·판단 등 표준 기호를 사용하는 것은 기본 원칙에 해당한다.
• 누구나 알아볼 수 있도록 간단명료하게 작성하는 것도 기본 원칙이다.

구조화 프로그래밍은 프로그램을 순차·선택·반복의 기본 구조와 모듈로 나누어 작성함으로써 내용 파악이 쉽고 수정(유지보수)하기 쉽게 만드는 것이 목적이다.

그 결과 오류를 찾아 고치기 쉬워지고 여러 사람이 나누어 개발하기도 편해진다.

• 복잡한 문제 자체를 없애 주는 것이 아니라, 복잡한 문제를 다루기 쉬운 단위로 나누는 기법이다.
• 프로그램 길이를 줄이는 것이 목적이 아니며, 구조를 갖추느라 오히려 길어지기도 한다.
• 사용자가 손대지 못하게 하려는 의도는 읽기 쉽게 만든다는 취지와 정반대이다.

마이크로프로세서의 CPU 모듈은 명령어 인출 → 명령어 해석 → 데이터 인출 → 데이터 처리의 순서로 동작한다.

메모리에서 명령어를 읽어 온 뒤 그 명령이 무엇을 하라는 것인지 해독하고, 해독 결과에 따라 필요한 데이터를 가져와 실제 연산을 수행하는 흐름이다.

• 데이터를 먼저 인출한다는 순서는, 무엇을 가져올지가 명령어 해석으로 정해진다는 점과 어긋난다.
• 데이터 처리를 맨 앞에 두는 순서는 실행 흐름을 거꾸로 뒤집은 것이다.

CPU의 기능은 연산 기능·제어 기능과 레지스터를 이용한 기억 기능이며, 입·출력 기능은 CPU의 기능으로 보지 않는다.

입출력은 입출력장치와 인터페이스(또는 채널·DMA)가 맡아 수행하고, CPU는 그 동작을 지시하고 제어할 뿐이다.

• 연산 기능은 ALU가 산술·논리 연산을 수행하는 기능이다.
• 제어 기능은 제어장치가 명령을 해독해 각 장치에 신호를 보내는 기능이다.
• 기억 기능은 레지스터에 명령어와 자료를 잠시 보관하는 기능이다.

정전처럼 예기치 않은 사태가 생겼을 때 컴퓨터 내부와 프로그램의 상태를 보존하도록 해 주는 것은 인터럽트이다.

인터럽트가 걸리면 CPU는 수행 중이던 프로그램의 복귀 주소와 레지스터 내용을 저장한 뒤 미리 정해진 처리 루틴으로 제어를 옮기므로, 처리가 끝난 뒤 중단된 지점으로 되돌아갈 수 있다. 정전 인터럽트는 이런 외부 인터럽트의 대표적인 예이다.

• 서브루틴은 프로그램이 스스로 호출하는 공통 처리 부분이어서 예기치 않은 사태에 대응하지 못한다.
• 스택은 복귀 주소 등을 담아 두는 기억 영역일 뿐, 보존 동작을 일으키는 것 자체는 아니다.
• 어드레싱은 피연산자의 위치를 지정하는 주소 지정 방식을 가리킨다.

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.

수직 급전선 위에 역삼각형이 얹힌 기호이므로 안테나를 나타낸다.

전기용 도시 기호에서 안테나는 아래로 내려오는 급전선에 공중선을 뜻하는 삼각형을 얹어 그린다. 그림은 위쪽 가로선과 아래로 모이는 두 빗변이 역삼각형을 이루고, 그 꼭짓점에서 급전선이 수직으로 내려온다.

• 스위치는 두 접점 사이에서 한쪽 선이 들린 모양, 퓨즈는 도선 가운데에 작은 직사각형을 넣은 모양으로 그린다.
• 유도기(코일)는 반원을 여러 개 이어 붙인 모양이라 삼각형이 나타나지 않는다.

PCB는 Printed Circuit Board, 곧 인쇄 회로 기판의 약자이다.

절연 기판 위의 동박을 배선 패턴 모양으로 남겨 부품 사이를 잇도록 만든 판을 뜻하며, 여기에 부품을 실장하면 하나의 회로가 완성된다.

• Printed Component Board와 Pattern Component Board처럼 Component를 넣은 표기는 쓰이지 않는다.
• Pattern Circuit Board도 정식 명칭이 아니며, 첫 글자는 "인쇄"를 뜻하는 Printed이다.

그림은 NPN 트랜지스터의 기호이다.

원 안에 세로 막대가 있고 왼쪽 리드가 그 막대에 수직으로 맞닿아 있는데, 이 단자가 베이스(B)다. 막대 위쪽에서 오른쪽 위로 뻗어 나간 단자가 컬렉터(C), 막대 아래쪽에서 오른쪽 아래로 뻗어 나간 단자가 이미터(E)다.

극성은 이미터 쪽 화살표가 향하는 방향으로 가른다. 그림의 화살표는 이미터 리드 끝에 놓여 베이스 막대의 바깥쪽을 향하므로 NPN이고, 화살표가 막대 쪽으로 들어오게 그리면 PNP가 된다.

• 접합형 FET는 화살표가 게이트(채널에 수직으로 붙는 리드)에 붙고 드레인·소스는 채널 양 끝에서 곧게 나오는데, 그림은 수직으로 붙은 왼쪽 리드에 화살표가 없고 비스듬한 이미터 리드에 화살표가 있다.
• MOS형 FET는 채널을 끊어진 세 토막으로 그리고 게이트 판이 채널과 떨어져 마주 놓이며 기판(substrate) 단자가 따로 나오므로, 하나의 연속된 막대에 리드가 직접 접속한 이 기호와 다르다.

능동 부품의 능동적 기능은 외부 전원의 에너지를 써서 신호를 증폭·발진·변환하는 것처럼 신호의 크기나 성질 자체를 바꾸는 작용을 말한다.

신호를 받은 그대로 다음 단으로 넘기는 중계는 신호에 에너지를 더하거나 성질을 바꾸지 않는 단순 전달이므로 능동적 기능으로 보기 어렵다.

• 신호의 증폭은 전원의 에너지로 입력보다 큰 출력을 만들어 내는 대표적인 능동 기능이다.
• 신호의 발진은 입력 신호 없이도 스스로 일정한 주파수의 신호를 만들어 내는 능동 기능이다.
• 신호의 변환은 주파수나 파형처럼 신호의 성질을 바꾸는 능동 기능이다.

프린트 배선판의 정해진 영역에 발라 납땜할 때 땜납이 묻지 않도록 막아 주는 내열성 레지스트를 솔더 레지스트(solder resist)라 한다.

• 에칭 레지스트는 부식시킬 때 남길 동박 패턴을 덮어 보호하는 막이다.
• 포토 레지스트는 빛에 반응하는 감광막으로 회로 패턴을 만드는 데 쓰인다.
• 도금 레지스트는 도금이 되지 않아야 할 부분을 덮는 재료이다.

솔더 레지스트는 배선 부분을 덮어 산화와 인접 패턴 사이의 단락을 막는 보호막 구실도 한다.

실리콘 제어 정류소자(SCR)는 다이오드 기호에 제어 단자가 하나 더 붙은 3단자 기호로 그린다 — 삼각형과 음극 막대 옆에서 사선으로 갈라져 위로 뻗은 리드가 있는 그림이 이에 해당한다.

가로선 왼쪽이 애노드(A), 삼각형이 향한 쪽의 세로 막대가 캐소드(K), 막대 옆에서 비스듬히 빠져나온 선이 게이트(G)다. 게이트에 트리거 전류를 넣으면 애노드에서 캐소드 방향으로 도통하고, 한 번 켜지면 전류가 유지전류 아래로 떨어질 때까지 도통 상태를 유지한다.

• 원 안에 세로 막대가 있고 비스듬한 리드에 화살표가 달린 그림은 트랜지스터로, 단자가 베이스·컬렉터·이미터여서 제어 정류 소자가 아니다.
• 원 안에 삼각형과 막대만 있는 그림은 정류 다이오드로, 게이트가 없어 도통 시점을 제어할 수 없다.
• 직선 극판과 곡선 극판이 마주 본 그림은 유극성(전해) 콘덴서 기호다.

그림은 단일 접합 트랜지스터(UJT)의 기호이다.

원 안의 세로 막대(n형 바) 위·아래에서 각각 가로선이 오른쪽으로 나와 두 개의 베이스 단자 B2(위)·B1(아래)를 이루고, 왼쪽에서 비스듬히 들어와 막대에 화살표로 닿는 단자가 이미터(E)다. p-n 접합이 이미터 한 곳뿐이라 '단일 접합'이라고 부른다.

이미터 전압이 피크점 전압을 넘어서면 이미터~B1 구간의 저항이 급격히 낮아지는 부성 저항 특성을 보여, 이완 발진기나 SCR 트리거 펄스 발생 회로에 쓰인다.

• 일반 트랜지스터는 막대에 수직으로 붙는 리드가 베이스 하나뿐이고 컬렉터·이미터가 비스듬히 나가는데, 그림은 반대로 수직으로 붙은 리드가 둘이고 비스듬한 리드가 하나다.
• 다이액·트라이액은 삼각형 두 개를 서로 맞대어 그리며(트라이액은 여기에 게이트를 더한다), 세로 막대 하나로 그린 이 기호와 형태가 전혀 다르다.

KS 규격의 부문별 분류에서 전기·전자 부문에 해당하는 것은 KS C이다.

부문 기호는 분야를 크게 나누는 틀로 쓰이며, 전자 부품이나 전기 기기에 관한 규격 번호는 KS C로 시작한다.

• KS A는 기본(통칙) 부문이다.
• KS B는 기계 부문이다.
• KS D는 금속 부문이다.

도면에서 NS(Not to Scale)는 그려진 도형이 실제 치수와 비례하지 않는, 비례척이 아님을 나타내는 표시이다.

축척, 배척, 실척은 각각 도면을 실물보다 줄이거나 키우거나 같은 크기로 그렸음을 뜻하는 표시로 NS와는 의미가 다르다.

인쇄 기판의 배선 패턴을 만드는 공법으로는 사진 부식법·실크 스크린법·오프셋 인쇄법 등이 쓰이며, 정전 부식법은 인쇄 기판 제조 공법으로 쓰이지 않는다.

• 사진 부식법은 감광막에 패턴을 노광·현상한 뒤 남은 부분을 부식시키는 방법으로 정밀한 패턴에 적합하다.
• 실크 스크린법은 스크린 판을 통해 레지스트 잉크를 직접 인쇄하는 방법이다.
• 오프셋 인쇄법은 인쇄판의 잉크를 고무 블랭킷에 옮겼다가 기판에 전사하는 방법이다.

세 방법 모두 기판 위에 레지스트로 패턴을 만든 뒤 나머지 동박을 부식시키는 흐름을 따른다.

CAD 소프트웨어 화면에서 커서의 좌표나 사용 중인 도면 층의 이름 등을 보여 주는 부분을 상태줄(상태 표시줄)이라 한다.

상태줄은 현재 작업 상태를 알려 줄 뿐 아니라 스냅·그리드 같은 보조 기능을 켜고 끄는 자리로도 쓰인다.

• 명령 영역은 명령어를 입력하고 그 결과 메시지를 확인하는 곳이다.
• 그리기 영역은 도면을 실제로 작성하는 작업 공간이다.
• 도구 아이콘은 자주 쓰는 명령을 그림 단추로 모아 놓은 부분이다.

PCB 제조 공정에서 구리와 은을 제거하는 에칭액으로 쓰이는 것은 염화제이철이다.

염화제이철 용액은 구리를 산화시켜 녹여내는 방식으로 동박을 선택적으로 제거해 회로 패턴을 남기는 데 쓰인다.

• 염화나트륨과 수산화나트륨은 일반적인 구리 에칭액으로 쓰이지 않는다.
• 크롬황산은 금속 표면 처리나 세정 등에 쓰이는 약품으로 PCB 에칭 공정의 표준 에칭액은 아니다.

국제표준화기구를 나타내는 규격기호는 ISO이다.

여러 나라의 표준화 기관이 모여 국제 규격을 제정하는 기구로, 국가 단위 표준기구와 구분된다.

• ANSI는 미국의 국가표준을 나타내는 규격기호이다.
• KS는 한국산업표준을 나타내는 규격기호이다.
• DIN은 독일의 국가표준을 나타내는 규격기호이다.

도면을 실물의 치수보다 작게 그리는 척도를 축척이라 하며, 1:2·1:5처럼 뒤의 수가 큰 형태로 표시한다.

• 실척(현척)은 1:1로 실물과 같은 크기로 그리는 척도이다.
• 배척은 2:1·5:1처럼 실물보다 크게 그리는 척도이다.
• NS(Not to Scale)는 척도에 비례하지 않게 그렸음을 나타내는 표시이다.

크기가 커서 용지에 다 담기 어려운 대상은 축척으로, 작은 부품을 자세히 보여야 할 때는 배척으로 그린다.

12㏀ ±5% 저항의 색띠 표시는 갈색·적색·주황색·금색이다.

네 줄 색띠에서 앞의 두 띠는 유효숫자, 셋째 띠는 곱할 10의 거듭제곱, 넷째 띠는 허용오차를 나타낸다. 유효숫자 1은 갈색, 2는 적색이고 배율 $\times 10^{3}$은 주황색, 허용오차 ±5%는 금색이므로 $12 \times 10^{3}\,\Omega = 12\,\mathrm{k}\Omega$이 된다.

• 흑색·갈색·황색·은색은 $01 \times 10^{4}\,\Omega = 10\,\mathrm{k}\Omega$, 허용오차 ±10%가 된다.
• 황색·녹색·주황색·백색은 $45 \times 10^{3}\,\Omega = 45\,\mathrm{k}\Omega$이고, 백색은 허용오차 색으로 쓰이지 않는다.
• 자색·적색·녹색·회색은 $72 \times 10^{5}\,\Omega$에 해당하여 값이 전혀 다르다.

세라믹 콘덴서 표면에 102J로 표시되어 있으면 용량은 0.001[㎌]이다.

숫자 세 자리 표기는 앞의 두 자리가 유효숫자, 셋째 자리가 곱할 10의 거듭제곱이며 단위는 pF이다. 따라서 102는 $10 \times 10^{2} = 1000\,\mathrm{pF}$이고, $1\,\mu\mathrm{F} = 10^{6}\,\mathrm{pF}$이므로 $1000\,\mathrm{pF} = 0.001\,\mu\mathrm{F}$이 된다. 뒤에 붙은 J는 허용오차 ±5%를 뜻하는 기호이다.

• 0.01㎌은 103, 즉 $10 \times 10^{3}\,\mathrm{pF}$ 표기에 해당한다.
• 0.1㎌은 104, 1㎌은 105로 표시된다.

인쇄회로기판(PCB)은 대량 생산을 전제로 할 때 원가 절감 효과가 크므로, 소량 다품종 생산인 경우에는 오히려 제조 단가가 높아진다.

따라서 소량 다품종 생산인 경우 제조 단가가 낮아진다는 설명은 PCB의 실제 특징과 반대된다.

• 소형·경량화에 기여한다는 설명은 PCB의 대표적인 장점이다.
• 제품의 균일성과 신뢰성이 높다는 설명도 PCB의 실제 특징이다.
• 제조의 표준화·자동화를 이룰 수 있다는 설명 역시 PCB 생산의 특징이다.

터치스크린은 화면을 손이나 펜으로 눌러 위치 정보를 컴퓨터에 알려 주는 입력 장치이므로 출력 장치에 속하지 않는다.

CAD 시스템의 출력 장치는 작성한 도면이나 영상을 종이·필름 등 눈에 보이는 형태로 내보내는 장치를 말한다.

• 필름 레코더는 화면 영상을 필름에 기록해 주는 출력 장치이다.
• 컬러 프린터는 도면을 종이에 컬러로 인쇄하는 출력 장치이다.
• X-Y 플로터는 펜을 가로·세로로 움직여 도면을 그려내는 출력 장치이다.

회로도에서 신호의 흐름은 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서 아래로 그리는 것이 원칙이므로, 방향을 반대로 정한다는 설명은 옳지 않다.

읽는 순서와 신호가 진행하는 순서를 일치시켜야 회로의 동작을 따라가기 쉽고, 입력단과 출력단의 위치도 한눈에 구분된다.

• 심벌과 접속선의 굵기를 0.3~0.5mm 정도로 맞추는 것은 도면을 고르게 보이게 하는 올바른 요령이다.
• 대각선과 곡선을 피하고 수평·수직선 위주로 그리는 것은 가독성을 높이는 원칙이다.
• 선과 선이 전기적으로 접속되는 지점에 접속점을 찍어 표시하는 것도 올바른 표기 방식이다.

CAD 시스템은 설계 작업을 자동화하고 단순화하려고 도입하는 도구이므로, 복잡한 명령과 실행은 도입 목적이 될 수 없다.

명령 체계가 복잡해지는 것은 도입으로 얻는 이득이 아니라 오히려 줄여야 할 부담에 해당한다.

• 도면 작성의 자동화는 CAD 도입의 대표적인 목적이다.
• 작업시간 단축은 CAD 도입의 핵심 목적이다.
• 효율적 관리 역시 CAD 도입의 목적에 해당한다.

2SC1815Y는 트랜지스터를 나타내는 형명이다.

형명 앞부분의 2S는 PN 접합이 2개인 3단자 소자, 즉 트랜지스터임을 뜻하며, 뒤에 붙은 문자 C는 NPN형 고주파용임을 나타낸다. 끝의 Y는 전류 증폭률(hFE) 등급을 구분하는 보조 기호이다.

• 다이오드는 PN 접합이 1개인 2단자 소자여서 1S 계열 형명으로 표시한다.
• 발광다이오드도 2단자 소자이므로 2S로 시작하는 형명을 쓰지 않는다.
• 콘덴서는 반도체 소자가 아니어서 이런 반도체 형명 체계로 표기하지 않는다.

PCB에서 부품의 외형·기호·번호 같은 부품 정보를 표기해 그래픽 출력장치로 인쇄하는 도면은 탑 실크 스크린(top silk screen)이다.

실크 스크린은 기판 윗면에 잉크로 인쇄되는 층으로, 부품 참조번호와 극성·외형선을 담아 조립과 보수 작업에서 어느 자리에 어떤 부품이 오는지 알려 준다.

• solder mask는 납땜이 되지 않아야 할 부분을 덮어 보호하기 위한 도면이다.
• solder side pattern은 부품이 아니라 납땜면(하부면)의 배선 패턴을 나타낸다.
• component side pattern은 부품이 실장되는 면의 배선 패턴을 나타낼 뿐 부품 정보(실크 인쇄)와는 다르다.

아날로그 회로 PCB에서 험이나 잡음을 최소화하려면 접지(Ground) 라인의 패턴 설계에 가장 신중해야 한다.

접지 라인은 회로 전체의 기준 전위를 만들면서 여러 회로 블록의 귀환 전류가 함께 흐르는 경로이므로, 배선이 잘못되면 공통 임피던스에 의한 전위 변동이 그대로 험과 잡음으로 나타난다.

• 전원(Vcc) 라인은 디커플링 콘덴서로 잡음을 상당 부분 억제할 수 있어 접지만큼 민감하지 않다.
• 신호 라인은 배선 간격과 차폐로 대응하지만, 그 기준이 되는 것은 결국 접지 라인이다.
• 바이어스 회로는 소자의 동작점을 정하는 부분으로 잡음의 공통 귀환 경로가 되지는 않는다.

지문은 "2.54[mm]는 ( )[mil]이다"를 채우는 문제다. PCB 설계 단위 1[mil]은 1/1000[inch]이고 1[inch]=25.4[mm]이므로 $1\,\mathrm{mil}=\dfrac{25.4}{1000}=0.0254\,\mathrm{mm}$ 이다.

따라서 $\dfrac{2.54\,\mathrm{mm}}{0.0254\,\mathrm{mm/mil}}=100\,\mathrm{mil}$ 이므로 괄호에는 100이 들어간다. 이 값은 DIP 부품의 표준 핀 간격과 같아, PCB 도면의 기본 격자를 100mil(2.54mm)로 잡는 근거가 된다.

• 괄호에 1[mil]을 넣으면 0.0254mm 밖에 되지 않는다 — mm 와 mil 을 1:1 로 맞바꾼 경우다.
• 10[mil]은 0.254mm 로, 더 촘촘한 배선에 쓰는 1/10 격자 값이다.
• 1000[mil]은 1[inch] 전체인 25.4mm 여서 2.54mm 의 열 배가 된다.

배선에 흐르는 전류량을 고려할 때는 배선의 폭과 동박의 두께를 함께 검토해야 한다.

도체의 단면적은 폭과 두께의 곱으로 정해지므로, 단면적을 크게 할수록 저항과 발열·전압강하가 줄어 허용 전류를 크게 잡을 수 있다.

• 기판의 재질과 두께는 절연·내열·기계적 강도에 관한 항목으로 허용 전류를 직접 좌우하지 않는다.
• 배선의 모양이나 배열은 잡음·간섭 대책에 해당하며 전류 용량과는 직접 관계가 적다.

여러 단위 기능 요소를 조합해 전체 동작이나 기능을 계통적으로 나타낸 도면을 블록도라 한다.

블록도는 각 기능을 사각형 블록으로 표시하고 신호가 지나가는 순서를 선으로 이어, 장치 전체의 구성과 동작 흐름을 한눈에 보여 준다.

• 상세도는 특정 부분이나 부품의 세부 구조를 확대해 구체적으로 나타낸 도면이다.
• 접속도는 기기와 부품 사이의 배선 접속 관계를 나타낸 도면이다.
• 기초도는 계통을 나타내는 도면의 명칭으로 쓰이지 않는 표현이다.

전자 CAD에서 부품 기호를 불러오면 화면에는 그 부품의 심벌 모양과 참조번호, 값이 함께 표시된다.

반면 부품의 실제 물리적 크기는 회로도의 심벌에 담기는 정보가 아니라, 이후 PCB 설계에서 풋프린트(외형·패드 치수)를 지정할 때 결정되는 값이다.

• 부품의 심벌은 회로 기호 형태로 화면에 곧바로 나타난다.
• 부품의 참조는 R1·U1 같은 참조번호로 표시된다.
• 부품의 값은 저항값·용량값처럼 심벌 옆에 함께 표시된다.

인쇄회로기판을 설계할 때 부품의 가격은 구매·원가 관리에서 따지는 사항이지, 기판 설계 단계에서 검토하는 물리적·전기적 조건이 아니다.

PCB 설계에서는 부품이 실제로 실장되고 동작할 수 있도록 부품 배치와 높이·배열, 부착 간격 같은 기구적·전기적 조건을 먼저 확인해야 한다.

• 부품 배치는 신호 경로 길이와 방열, 조립성을 좌우하는 핵심 설계 요소이다.
• 부품 높이와 배열은 케이스 수납 여부와 부품 간 간섭을 결정한다.
• 부품 부착 간격은 납땜 작업성과 절연 거리를 확보하기 위해 필요한 항목이다.

도면 작성 후 PCB 아트워크나 시뮬레이션에 넘기기 위해 부품 사이의 연결 정보를 담아 만들어지는 데이터 파일을 넷리스트(Netlist)라 한다.

넷리스트에는 어느 부품의 어느 핀이 같은 네트(신호)로 묶이는지가 목록 형태로 기술되어 있어, 회로도의 접속 정보를 PCB 설계 툴이나 시뮬레이터가 그대로 읽어 쓸 수 있다.

• 라이브러리는 부품의 심벌·풋프린트 정보를 모아 둔 데이터베이스이다.
• 컴포넌트는 회로에 배치된 개별 부품 자체를 가리키는 말이다.
• 심벌은 회로도에서 부품을 나타내는 도면 기호를 뜻한다.

제품의 전체적인 순서와 상태, 각 부품 간의 관련을 나타내는 도면은 조립도다.

조립도는 복잡한 구조를 이해하기 쉽도록 여러 부품이 어떻게 결합되는지를 종합적으로 보여주는 도면으로, 특정 부분만을 확대해 나타내는 상세도나 일부 조립 상태만 다루는 부분조립도와 구분된다.

제조 공정의 흐름을 나타내는 공정도와도 성격이 다르다.

도면이 만들어진 날짜, 즉 작성 일자는 표제란에 따로 기재하는 항목이므로 도면 번호에는 포함되지 않는다.

도면 번호는 도면을 체계적으로 관리하려고 부여하는 고유 식별 부호여서, 어떤 부품의 도면인지·어느 조립도에 속하는지·용지 규격이 무엇인지처럼 분류와 검색에 필요한 정보만 규칙적으로 담는다.

• 부품의 종류 및 형식은 도면 번호에서 대상 부품을 구분하기 위해 반영되는 항목이다.
• 조립도 번호는 해당 도면이 어느 조립도에 속하는지 나타내기 위해 포함된다.
• 도면의 크기는 용지 규격을 구분하기 위해 번호 체계에 반영된다.

내부 두 개 층을 접지·전원 전용으로 쓰는 4-Layer PCB는 제작을 간단히 하는 효과와는 거리가 멀다.

층수가 늘면 적층·정렬·비아 가공 공정이 추가되어 제작은 오히려 복잡해지고 비용도 올라가지만, 그 대신 전기적 성능이 크게 좋아진다.

• 전원 전용 층을 두면 넓은 면적으로 전류가 흘러 전원선의 임피던스를 낮출 수 있다.
• 접지 전용 층은 신호층 사이에서 차폐 역할을 해 외부·상호 간섭을 줄인다.
• 접지·전원 층이 분리되어 귀환 경로가 짧아지므로 잡음에 강한 설계가 가능하다.