개념 한 쪽
전자캐드기능사 전자 CAD의 종류 및 장?단점 — 실크스크린·진성반도체·전압이득
이 개념은 인쇄회로기판 제조 공정의 일부 방식과 기본 전자회로·반도체·이득 계산의 핵심 특징을 다룬다. 실무에서 공정 선택의 기준, 소자별 위상 특성, 물질의 기본 전자구성, 증폭기의 이득 계산법을 구분할 수 있어야 한다.
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뜻
인쇄회로기판(PCB) 제조에서 등사 원리를 이용해 저항을 직접 인쇄하는 방법은 실크 스크린법이라 부른다. 실크 스크린법은 스크린을 통해 잉크를 눌러내는 방식으로 장비가 비교적 간단하고 처리속도가 빨라 양산성이 높다고 한다. 반면 사진 부식법이나 빛 감광법에 비해 정밀도가 다소 떨어진다고 한다.
회로 소자 관점에서 코일(인덕터)은 전류의 변화를 방해하는 성질을 가진다고 한다. 순수 인덕턴스 회로에서는 전압이 전류보다 위상이 90° 앞서므로 전류는 전압보다 90° 늦어진 위상을 가진다고 한다. 이는 커패시터의 경우와 정반대 관계임을 구분해야 한다.
진성 반도체는 불순물이 섞이지 않은 순수한 반도체로서 대표적인 물질인 실리콘과 게르마늄의 원자가 전자는 4개이다. 이 4개의 원자가 전자가 인접 원자와 결합하여 결정구조를 형성하며, 도핑에 의해 3가 또는 5가 원소가 첨가되면 P형 또는 N형 반도체가 만들어짐을 이해해야 한다.
증폭기의 전압 이득을 데시벨(dB) 단위로 표현할 때는 전압비에 대해 20×log10(Vout/Vin) 공식을 사용한다. 이때 입력과 출력의 단위를 통일한 후 비를 계산해야 하며, dB 단위 이득끼리는 직렬 연결 시 단순히 더하면 총 이득은 단순히 더하면 계산된다고 한다.
예제
입력전압 1mV에 출력전압 10V가 나오는 증폭기의 전압 이득을 계산한다. 먼저 단위를 통일하여 입력 1mV를 0.001V로 바꾼다고 한다. 전압비는 10V ÷ 0.001V = 10000이라고 한다. dB로 환산하면 20 × log10(10000)이고 log10(10000)=4이므로 20×4=80dB가 된다고 한다.
실크 스크린법 관련 문제에서는 등사 원리와 양산성·정밀도 관계를 확인한다. 등사 방식은 인쇄로 잉크를 도포하여 빠른 대량생산에 유리하나 미세한 패턴의 정밀도가 요구되는 경우에는 사진 부식법 등 정밀 공정을 선택해야 한다.
자주 묻는 물음
- 실크 스크린법의 장점과 단점은 무엇인가?
- 실크 스크린법은 장비가 간단하고 속도가 빨라 양산성이 높다는 장점이 있다. 반면 사진 부식법이나 빛 감광법에 비해 정밀도가 다소 떨어진다는 단점이 있다고 한다.
- 진성 반도체의 원자가 전자 수는 몇 개인가?
- 진성 반도체인 실리콘과 게르마늄의 원자가 전자는 4개라고 한다. 이 특성으로 인해 도핑 전과 후의 전기적 성질이 결정된다고 한다.
- 전압 이득을 dB로 계산할 때 지켜야 할 주의사항은 무엇인가?
- 전압 이득 계산 시 입력과 출력의 단위를 동일하게 맞춘 뒤 20×log10(출력÷입력) 공식을 적용해야 한다. dB 단위 이득은 직렬 연결 시 단순 합으로 계산된다고 한다.
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