마이크로 프로세서는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU, Central Processing Unit) 칩을 말한다.

(예) Z-80 : 자이로그(Zilog) 회사의 8비트 마이크로 프로세서로 오늘날에도 각종 기기의 제어용으로 사용되고 있는 귀중한 칩으로 모든 범용 마이크로 프로세서 구조의 기본으로 평가되고 있다.

IBM PC/AT 호환 기종

- 인텔(Intel) 마이크로 프로세서와 함께 발전됨

- 1984년 개발된 16비트 CPU 80286은 32비트 80386으로 확장되고, 80386은 코프로세서(co-processor) 80387과 캐시 메모리를 내장한 80486 단일 프로세서로 발전하였다.

- 이어서 80586인 펜티엄이 나오고, 이후 펜티엄II, 펜티엄III 및 펜티엄IV가 계속 출시되고 있다.

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집적회로에서 처리하는 신호가 디지털인 IC를 말하며, 논리형 IC라고도 한다. 대표적인 논리 게이트는 NAND, NOR로서 논리회로 모듈을 구성한다. 또 입출력 신호 펄스는 높은 레벨과 낮은 레벨에만 관계하므로 동작의 구분이 명확하다. 따라서 설계가 쉽고 가격이 저렴하여 대량으로 생산하여 사용하고 있다.

디지털 IC의 논리칩 시리즈를 살펴보면

1960년대 74시리즈가 발표됨 (텍사스 인스트루먼트社) 7400을 필두로 하는 최초의 TTL 표준 칩

1970년대 CMOS 표준 시리즈 시판

1980년대 2세대 CMOS 74HC00 고속 시리즈 등장

             이후 집적회로의 급속한 발전이 이루어졌다.

집적 소자의 개수에 따른 집적회로를 분류해 보면 다음과 같다.

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전자부품, 아날로그 집적회로(IC)

연산증폭기 (Operational amplifier, OP-Amp)

신호발생기 (Signal Generator)

컨버터 (Converter)

레귤레이터 (Regulator)

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집적회로(IC) 의 형태 및 외형

집적회로(IC)의 모양은 다음과 같이 여러가지 형태를 가지고 있다.

(1) TO 형 Package

(2) Flat Package

(3) SIP (Single Inline Package)

(4) DIP (Dual Inline Package)

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회로를 집적화하면 1개의 회로 또는 다수의 회로 전체가 1개의부품으로 된다. 그리고 이 기본 회로를 얼마나 많이 집적하는가 하는 것을 가리키는 것을 집적도라 하고, 집적도 1000 소자 이상의 IC를 LSI(large scale integrated circuit)라 한다.

회로를 집적화 하면 다음과 같은 장점과 단점이 있다.

(1) 기기가 소형이다

(2) 가격이 저렴하다

(3) 신뢰성이 높고, 수리(교환)가 간단하다.

(4) 기능이 확대된다.

(1) 전압이나 전류에 약하다

(2) 열에 약하다(납땜할 때 주의)

(3) 발진이나 잡음이 나기 쉽다

(4) 마찰에 의한 정전기의 영향을 고려해야 하는 등 다루는 데 주의가 필요하다.

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모노리식 IC (Monolithic IC) 와 하이브리드 IC (Hybrid IC)

모노리식 IC (Monolithic IC)

트랜지스터, 다이오드, 저항기, 커패시터 등의 개별 소자들을 반도체 제작 공정을 통하여 다른 소자들과 함께 웨이퍼(wafer) 위에 동시에 제작하는 것으로, 이렇게 하면 회로의 구성이 복잡해지지만 한번 칩으로 구현되면 소형, 경량, 신뢰도, 기능 향상, 낮은 제조 단가등의 많은 장점이 있다.

하이브리드 IC (Hybrid IC)

하이브리드 IC (Hybrid IC)는 막집적 회로(film IC)에 트랜지스터 같은 개별 소자와 모노리식 칩들을 함께 조립하여 제작한다. 막집적 회로는 절연 기판 위에 스크린 인쇄기술로 저항기나 커패시터와 같은 수동 소자를 배선과 함께 형성한다.

 
하이브리드 IC (Hybrid IC)는 그림과 같이 모노리식 IC(Monolithic IC) 로 제작하기 어려운 수동 소자를 막집적 회로에 조립함으로써 고전압, 대전력, 소량 생산, 짧은 납기 등에서 모노리식 IC 에 비하여 장점을 가지고 있다.

대체로 모노리식 IC (Monolithic IC) 가 동일한 회로가 많은 디지털 회로에 적합하다면, 하이브리드 IC (Hybrid IC)는 높은 정밀도가 요구되는 아날로그 회로에 어울린다.

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사진에서 좌측 위에 있는 것은SN7400이라는 IC로, 2입력의 NAND 회로가 4개 내장되어있다. 핀(pin) 수는 14핀으로 한쪽에 7핀씩 나열되어 있다.

이와 같은 형상의 IC를 DIP(Dual In Line Package) 이라 부른다.

이에 대해 핀이 일렬로만 되어있는 것을 SIP(Single In Line Package)라 부른다.

핀 수는 IC의 기능 등에 따라 다르며, 형상도 다양하다.

사진에서 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 발

생했을 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 구성할수 없으므로 IC의 간결하고 편리함을 알 수 있을 것이다.

사진에서 우측 아래에 있는 것은 TA7368P인데, 이것도 저주파 전력증폭용의 IC이며, 최대 1.1W의 출력을 낼 수 있다. 형상은 SIP 타입으로 9핀이다.

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집적 회로(集積回路, Integrated Circuit)란

집적회로(Integrated Circuit: IC)는 트랜지스터, 저항, 콘덴서류를 고밀도로 집적하여 패키지화한 것이다. 트랜지스터나, 저항기, 개별 부품을 단지 아주 소형화했다는 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.

집적 회로(集積回路, Integrated Circuit)란 특정 기능을 수행하는 전기 회로를 가진 반도체 소자(주로 트랜지스터)를 하나의 칩에 모아 구현한 것을 말한다. 웨이퍼 상에 사진기술과 도핑을 이용하여 전자회로를 구성 한다.

가장 쉽게 집적시킬 수 있는 소자가 트랜지스터와 다이오드 그리고 저항이다. 집적회로에는 일반적으로 소용량 축전기만이 사용되며 코일은 구현 불가능하다. 따라서 용량이 큰 커패시터(콘덴서)나 코일은 외부와 연결할 수 있는 단자를 두어, 외부에 연결하여 회로를 구성한다.

컴퓨터 시스템의 발전과정에서, [진공관]과 개별 [트랜지스터]를 거쳐 [집적회로]를 통해 공간절약과 소비전력 감소 부분에서 획기적 발전을 하였다.

디지털 회로에서는 논리표현을 위해 집적회로가 중심이 된다. TTL, FPGA까지 다양한 분야에서 사용된다.

디지털 뿐만 아니라 아날로그인 연산 증폭기 분야에서도 집적회로가 많이 사용된다. 아날로그 회로를 구성할 때, 처음에는 트랜지스터가 주로 사용되었으나, 점차 발전하면서 집적회로인 연산증폭기가 더 많이 사용되고 있다.

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회로 기판내에서 트위스트선을 사용하여 멀리 떨어진 부품을 연결하는 경우가 있다. 이 경우는 피복된 트위스트선을 사용하면 편리하다. 피복의 색도 몇 종류 준비해 두는 편이 편리하다. 같은 색으로 여러 선을 사용하면 어느 것이 어떤 선인지 알 수 없게 된다.

사진은 여러 색으로 피복된 트위스트선의 일례이다. 0.12/7심 PVC라고 하는 것이다. 0.12mm 굵기의 주석 도금선 7선을 서로 꼰 것이다(가늘다).

선재(線材: Wire)는 회로 부품끼리, 또는 장치끼리 전기적으로 접속하는 것이다.

여러 가지 선재(線材: Wire)가 있지만, 여기서는 전자회로를 조립할 때에 사용하는 것을 소개한다.

선재(線材: Wire)는 크게 나누어 단선(單線)과 트위스트선으로 나누어진다. 사용법이 정해져 있는 것은 아니지만, 단선은 프린트 기판상에서 부품을 접속할 때(유니버설 기판에서 회로 부품을 연결할 때라든가, 점퍼선 등) 사용하고 있다.

트위스트선은 마음대로 굽힐 수 있기 때문에 기판상에서 자유로이 배선할 때나, 완성된 회로와 다른 장치를 접속할 때에 사용하고 있다(이와 같은 곳에 단선을 사용하면 꺾어져 버리는 경우도 있다).

프린트 기판의 배선에 사용하는 단선은 선 직경이 0.32mm의 주석 도금선이 편리하다. 굵으면 단선간에 서로 접촉하여 쇼트되기 쉽고, 너무 가늘면 굽어지기 쉬우므로 형태를 유지하기가 어렵고 작업이 곤란하다.