[アプリ屋さんのIoT]

2024年10月21日

前回まで、Arduinoを中心に、スイッチやLEDなどを組合わせて、回路を作ってきました。
今回は、実用の基板を参考にしながら、その組合せ部品について紹介していきたいと思います！


今回は、写真を参考に部品の話をしていきます。


基本の部品は、インダクタ（コイル）、コンデンサ、抵抗から構成されます。
それぞれの略称「L ( Lenz※ )」、「C ( Capacitor )」、「R ( Register )」からLCRと呼ばれることが多いです。
※Lenzが正しいかは諸説あり
LCRはデジタル回路、アナログ回路の両方で使う、もっとも基本的な部品となります。

この部品関係に関しては、次回に回したいと思います。



次にデジタル回路を加速度的に進化させた半導体を紹介していきます。
半導体は、シリコンに微量の異物を混入させることによって、電気のオンオフを切り替える部品です。
現在の技術では、一つの部品内で、髪の毛の1/1,000の太さの線で回路を組めるとか。
その技術には、高純度のフッ化水素が必要で、日本はその最先端の技術を保有しています。

閑話休題。

半導体の普及前は、真空管が多く用いられていました。
真空管は、ガラス瓶を真空に（近い状態に）して使います。
デメリットとして、ある程度の大きさが必要なこと。
素材から、真空状態を維持するには、やはり難点が生じます。

昭和生まれの昔話を。
テレビやラジオなどの感度が悪い場合、家電を叩くと改善する現象がありました。
これは、真空管に衝撃を与え、接点の微調整を行う対処方法でした。
なので、最近の家電では、あまり意味をなさないですね。
内部にたまったホコリを落として、ショート（別の線に電流が流れる）を改善できるかも。
古い話で失礼。

再び閑話休題

半導体の一番簡素な部品と思われるのは、ダイオード、トランジスタでしょうか。
電極の電圧差によって、電流のオン・オフを行えます。
簡単に言えば、電気の一方通行を思い浮かべるのが近いと思います。

このダイオードで、有名なのはLED（発光ダイオード）。
電流が流れる時に光るダイオードです。



次の規模として、IC（集積回路）。
ICは、先の半導体とLCRを組合わせたパッケージとなります。
黒い箱に、銀の足が平行に生えている様に見えることから、「ムカデ」と呼ばれることも。
74シリーズが有名だと思います。
（軍事用は54シリーズで、より堅朗性と耐久性が高いとか）
74の次の文字列が素材、続く数字が回路番号になっています。
ICに印刷されているので、万が一混ざっても判別可能です。
（値段も安いので、信頼性から、新しい物を使うのが得策です）



最後はLSI、
LSIは先のICを大量に回路に組込み、１チップにしたものです。
よって、LSIもICなのですが、その規模によって分けられています。

デジタル機器のカタログでよく目にする、「CPU」や「GPU」とかがLSIの代表格ではないでしょうか。
他にもマウス内のUSB変換機なども含まれます。

現在のLSI製造には、目を見張る精度が求められます。
髪の毛の1/1,000の太さの線で構築されているとか。
半導体部品を作成する場合、シリコン（ケイ素）と高純度のフッ化水素が必要になります。
現在の製造で必要な高純度のフッ化水素。
この技術は日本が最先端を担っているようです。
同じ国の技術者に対し、誇らしい感じがします。


今回は脱線が多かったですが、電子回路の説明の前半でした。


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