부품 상식

3.부품 상식

 

1. 저항(Resistor, R)

(1) 규격

   - 저항값 : 저항 표면에 띄 색갈로 표시한다. 메모로그의 저항값 읽는 방법 참조

   - wattage : 저항은 전기 흐름을 방해하는 기능을 갖기 때문에 전기가 흐르지 못하는

       만큼의 에너지가 열로 변환된다.  이 열을 견딜 수 있는 크기를 wattage로 표시한다.

 

       반도체 오디오 앰프는 파워앰프의 출력단 이외에는 미세한 전류로 작동됨으로
       대부분 1/8W나 1/4W 정도의 규격이면 충분하다.

      회로도나 부품 목록표에 특별히 지정이 없으면 통상 1/4W 짜리로 보면 된다.
      이번 제작은 모두 1/4W 저항을 사용한다.

 

  - 오차 : 저항값의 오차 범위인데,1%,5% 가 많이 유통된다.

             가격 차이가 크지 않음으로 1%짜리로 사용한다.

 

  - 재질 : 카본이나 메탈 등의 재질이 있고 음색에의 영향 때문에 논란이 있긴하나

             이 회로에서는 모두 메탈로 사용한다.

 

(2) 사용 tip

    저항 표면에 표시되어있는 색갈 띄만 보고 저항값을 판독하면 자칫 착각하여

    4.7K옴을 470옴으로 읽는다는지 하는 오류를 범하기 쉬움으로 아래의 <그림2의1>과

   같이 종이띄로 묶인 것 중 한 두개를 테스터로 측정, 색갈 판독이 맞는지 확인하여

   종이띄에 써 놓으면 오류를 줄일 수있다.

   저항은 기판에 일단 조립되어 다른 부품과 연결이 된 상태에서는 테스터로 측정해도
   제값이 않나오는 경우가 많다.

   따라서 조립 후에 저항값을 다시 확인해 보려면 납땜을 제거, 회로에서 떼어내어 측정

   해야 함으로 큰 재앙이 된다.

 

       

 

          <그림 2의1  저항값의 확인>

 

   -------  저항 요약 -------------------------------------
   - 저항은 회로도에서 특별히 지정이 없으면 1/4W(0.25W)형을
     사용한다.
   - 오차 1% 짜리를 사용한다.
   - 저항값을 색갈 판독, 테스터 측정의 이중 체크를 한다.
   -------------------------------------------------------

 

 

2. 전해콘덴서 (Electrolytic  Capacitor)

  (1) 규격

    - 사용전압(내압) : 전해콘덴서가 견딜 수 있는 직류 전압치로, 항상 사용하고자하는 곳의

       직류 전압 보다 더 높은 전압이 표시된 것을 사용한다.

     이번 제작하는 앰프의 회로에서는 input, output에 연결한 전해콘덴서 양쪽 다

     공급전압(9V)의 1/2 정도의 전압이 걸리게 됨으로 내압이 낮아도 된다.

 

     그러나 제작 과정에서 부품들을 잘못 연결했다던지, 테스트 도중 합선이 되면 9V까지

     걸릴수 있다.

     따라서 안전을 위해 내압이 12V나 16V로 표시된 것을 구입한다.

     전해콘덴서는 사용전압이 높을수록, 용량이 높을수록 부피가 커지면서 단가가 비싸지지만
     이 앰프에서 사용하는 정도의 낮은 전압에서는 단가가 크게 차이나지 않는다.

 

   - 용량 : 전해콘덴서는 세라믹콘덴서 등의 다른 재질의 콘덴서에 비해 용량이 큰 것이
     특징이다.
     전해콘덴서는 용량 단위를 uF(마이크로 파라드)를 주로 사용하는데 이 앰프에서는 
     회로도에 표시된 용량을 꼭 지켜야 하는 것은 아니고, 약간 차이가 있어도 된다.
     

     더 큰 용량의 것을 사용하면 이론상 저음이 약간 개선 될수있지만 미미한 차이가 나고,

     더 적은 용량의 것은 음질을 위해 추천하지 않는다.

 

     음질에 영향이 있다하여 고가품도 많이 있으나 이번 앰프제작에는 고려하지않았다.

 

 (2) 사용 tip
 

     전해콘덴서는 연결선 두개가 +/- 극성이 있어 반드시 이 극성을 지켜서 연결해야 한다.

     극성은 회로도에서 표기해 줌으로 회로도 대로 따르면 된다.

     만약 반대로 하면 회로도 제대로 작동하지 않을 뿐 아니라, 콘덴서 안의 내용 용액이

     높은 열을 내며 흘러나오거나  용량이 큰 것은 표면의 알미늄막이 터지는 경우도 있다.

     처음 PCB기판에 꽂을 때 반드시 극성을 확인하고, 조립 완성후 전원을 ON 하기  전에

     다시한번 확인하는 습관을 가져야 한다.

     제품 겉면에 반드시 (-)극이 표시되어있고, 그 (-)극  리드선은 항상  (+)쪽 리드선 보다

     짧게 되어있다.

 

<그림 2의2 전해콘덴서의 극성 판별>  

    ---------- 전해콘덴서 요약------------------------------
     - 제품에 표시된 사용전압 보다 낮은 전압에서 사용해야 한다.
     - 두개의 연결선의 극성을 반드시 지켜야 한다.
    -------------------------------------------------------

 

 

3. 트랜지스터(Transistor, TR)

 

    메모로그에 있는 관련 글들을 통해 트랜지스터의 개요를 익혀둔다.

  (1) 규격
     트랜지스터,IC 등의 반도체 소자들은 제조회사가 datasheet를 통해 제품의 규격을 
     상세히 발표한다.   추후 여러가지 규격표시를 익혀나가야 하지만 개괄적으로 보면
     다음과 같다.
    

      - 최대정격 : 전압,전류,온도 등 제조사가 보장하는 최대 한도
                특정 품목을 선정할때에는 회로도상의 이론치 보다 이 최대정격이 훨씬 여유가

                많은것을 택하여야 한다.

      - 전기적특성 : 증폭률,취급가능한 주파수대역,잡음지수 등
                회로의 어느 부분에 배치하느냐에 따라 그때 그때 중요한 특성을 잘 살펴 선택한다.
 
      - 기타 NPN PNP 구분, 패키지 유형, 핀 배열, 응용회로 등 등

 

      이번 제작에 쓸 2SD669는 NPN 형이고, 설계시 모든 최대정격을 검토하여
     사용가능하다고 판단된 제품이다.

   

      이 앰프는 트랜지스터 하나만 사용하는 관계로 선택한 트랜지스터의 증폭률
      (hfe rank라고도 한다)이 높은 것이 유리하다.

 

      증폭률은 각 제품에 표시되어있고, 회사마다 표시방법이 통일되어있지는 않은데,
      2SD669는  B,C,D로 구분되어 출하되었다.

 

      아래 그림의 원 표시 부분이 랭크 표시이다.

 

          

     

                  <그림 2의3  트랜지스터의 증폭률 표시 기호>

 

       2SD669의 hfe rank 별 증폭도

 

           B : 60~120   C : 100~200  D : 160~320

 

      <그림 2의3>의 TR은 C rank임으로 100~200 범위에 들어간다.

       증폭률은 동일한 Lot로 생산된 것들도 각개 제품이 차이가 있다.
       마치 한 가족의 형제라도 생김새나 성격이 다른 것과 같다.

 

  (2) 사용 tip
      트랜지스터는 사용전압,전류가 견딜수 있는 수준을 초과하면 순식간에 파괴되어버리는데,

      회로도 대로 조립이 되면 문제없지만 예를 들어 리드선(통칭 다리라고도 한다)을 잘못

      연결했다던지, 테스트 도중 회로의 다른 부분과 합선이 된다던지 하면 대부분의 경우,

      아무런 징후없이 파괴되어 버려, 외관상 파괴 여부가 구분이 않된다.

 

      따라서 세개의 리드선(Collector, Base, Emitter)을 회로도 대로 정확히 연결하고,
      테스트 할때에도 테스터봉으로 잘못 건드리지 않도록 유의한다.

 

      한편, 트랜지스터는 열에 약한 특성이 있음으로, 납땜을 할때에는  너무 오랜시간 열을
      가하지 않도록 유의한다.

 

      -------------------트랜지스터 요약 ---------------------------------------
      - 트랜지스터는 최대정격에 많은 여유를 두고 선택하고, 특성이 좋은 것을 고른다.
      - 트랜지스터는 세개의 리드선을 올바르게 배치하고, 확인 또 확인한다.
      - 트랜지스터는 사용 전압,전류가 일정 수준 넘으면 파괴되어 버리고, 열에 약하다.
     ---------------------------------------------------------------------------
  

4. 가변저항기(Variable Resistor, VR)

   볼륨이라고도 칭한다.  형태가 여러가지이고 가격도 몇백원에서 몇만원에 이르기까지
   다양한 제품들이 있는데 이 제작에서는 저가형만 검토한다.

 

  헤드폰앰프에 채용 가능한 형태는 주로 앰프를 휴대용으로 할것인가, 거치형으로 하느냐에

  따르는데 저가형 제품들은 다음의 <그림 2의4>와 같은 형태들이 있다.

 

              

                              <그림 2의4  각종 가변저항기>

   휴대용 앰프에는 콤팩트한 두번째,세번째 것이 좋으나 온라인 구매처를 발견하지 못하였다.
   온라인에서는 <그림 2의4>의 첫번째것 B타입만 확인 가능하여 실제 제작은  첫번째 것을

   선택하기로 하였다.
   상가에 직접 나갈수 있는 경우에는 두번째 타입을 권장한다.

 

   가변저항에 대해 다음의 실전적 글을 읽어보자.

 

         http://www.swing-guitars.com/column_pot.html

 

 (1) 규격 

      - 저항치 : 반도체 오디오앰프용으로는 10k~50k옴 정도가 사용된다.
        이번 회로에서는 10K오옴을 사용한다.

      - 저항치 커브 : 샤프트의 회전에 따라 저항치가 어떻게 변하는 가를 나타내는 기호인데,

        초기에 완만히 상승하는 A형, 샤프트 각도와 비례하여 직선으로 변하는 B형, A형의

        반대인 C형이 있다.

 

        오디오 앰프에서는 주로 A형을 사용하는데,이번 앰프에서도 A형을 고르도록 한다.
        B형을 쓰더라도 성능상의 문제는 없지만, 귀에서 느끼는 소리 크기가  급격하게 변하는

        불편함이 있다.

      - 채널 수 : 양 채널을 하나의 볼륨으로 조정하도록 stereo형을 구입한다.
                    (Mono형을 채널별로 따로 두는 방법도 있다)
          스테레오형은 보통 2련 볼륨이라고 부른다.
  
 (2) 사용 tip
      가변저항이 스테레오형일때에는 샤프트의 회전각도에 따라 두 채녈의 저항치 변화가

      같아야 하는데, 저가품들은 상당한 편차를 보이는 것도 있다.

      음질에는 영향이 없지만 양 채녈의 소리의 크기가 달라짐으로 오차가 적은 것을

      고르는 것이 필요하다.

     

      세개의 연결핀의 배열에서 1번,3번핀을 착각하기 쉽다.  1번과 3번이 바뀌면 소리는 나지만

      볼륨을 시계방향으로 돌릴 때 음량이 커져야 하는데 반대로 된다.

 

      볼륨중에는 전원 스위치 ON,OFF시키는 기능을 겸한 것도 있다.

      볼륨을 시계 반대방향으로 끝까지 돌리면 딸각하고 스위치 OFF되는 형태이다.

 

       --------------- 가변저항기의 요약 ----------------------------------------
        - 오디오앰프에서는 저항치가 10k~50k오옴 정도의 A형이 주로 사용된다.
        - 핀 배열을 반대로 하면 통상의 볼륨 조정의 반대 현상이 생긴다.
        - 스테레오형은 샤프트의 회전에 따라 양채널 저항치 변화가 같아야 이상적이다.
        - 가변저항기가 음질에 영향을 준다는 여러 의견들이 있어 고가품을 사용하는
           매니아도 많다.
       -------------------------------------------------------------------------

 

5. 가변저항기용 Knob
  

   볼륨 손잡이이다.  각 개인의 취향에 따라 고르도록 한다.
   다만 가변저항기는 샤프트가 톱니형과 나사로 조이는 형 두가지가 있다.
   <그림 2의4>의 큰것 두개가 톱니형이다.

   Knob의 구입도 가변저항기의 샤프트 모양에 맞는것을 골라야 한다.

 

 

6. Phone Jack(입,출력 단자 용)

 

   헤드폰 앰프의 소스기기는 CD Player, MP3 Player, AM/FM Tuner, PC 사운드카드,
   프리앰프, PHONO, 카셋트 등이 있겠는데 이를 받아들이는 입력 단자를 3.5mm Phone

    Jack으로 결정하였다.

    따라서 소스기기가 RCA Jack인 경우에는 Y 케이블이 필요한 경우도 있다.

    출력단자도 헤드폰의 3.5mm 프러그에 맞추어 Phone Jack으로 하였다.

    만약 헤드폰의 프러그가 6.5mm인 것을 사용하는 경우, 6.5mm Phone Jack을 선택

    하거나 3.5mm로 변환시키는 변환 JacK을 준비하여야 한다.

 

 

 (1) 규격
   

       Jack  하나로 2개 채널을 입력받고, 역시 Jack 하나로 출력하기 위해 스테레오형을

       선택하고, 프러그의 구경이 3.5mm형이 많이 쓰이기 때문에 3.5mm용을 선택하였다.

 

 (2) 사용 tip
      입출력 잭은 비교적 큰 힘이 자주 가해지는 곳이기 때문에 프로그와 접촉하는 부분이

      튼튼해야 하고, PCB기판에 장착하는 모델은 연결핀도 튼튼해야 한다.

      만약 앰프를 케이스에 넣는 경우에는 이 입출력 단자들은 기판에 장착하지 않고
      케이스에 나사식으로 장착시키는 모델을 우선적으로 고려하여야 한다.

 

 

                                    <그림 2의5  Phone Jack 형태>

 

        위 <그림 2의5>의 첫번째 것은 케이스,PCB 양쪽 장착 가능하고 2,3,4번째는 PCB에만

        장착 할 수 있다.

         1,2번째 것은 핀이 너무 짧고 PCB 핀홀 규격이 맞질않아 조립 작업이 어렵고, 세번째

         것은 오래 사용하면 프로그 접촉부위가 헐거워지는 단점이 있다.

         이번 제작에는 네번째 형을 채용하는데, 온라인 구매처는 발견하지 못했다.
         만약 온라인 구매에만 의존하는 경우, 위의 그림 중에서는 첫번째 것이 좀 낳은 편이나

         추천하기에는 주저된다.

 

          한편, 헤드폰의 프러그가 6.5mm(1/4인치) 짜리인 경우, 이에 맞는 스테레오형은

          적절한 Jack을  발견하지 못했다.

 

 

7. LED 

    LED는 스위치 ON 상태를 모니터링하여 쓸데 없이 건전지를 낭비하지 않도록 삽입시켰다.

    만약 필요하지 않다고 생각하면 회로도에서 이 LED및 LED에 바로 연결된 저항을 조립해

   넣지 않아도 성능상 아무런 차이가 없다.

 

    고휘도 LED는 전류 소모량이 많아 이번 제작에서는 제외시켰다.

 

      

      

                           <그림 2의6 LED>

 

     색갈별로 사용전압이 약간 차이가 있지만 모두 채용 가능함으로 각자의 취향에 따라

     색갈과 모양을 선택하면 된다.

 

  (1) 규격 

 

     색갈과 모양, 밝기 등에 따라 이 회로에 맞지 않는 것들도 많음으로 <그림 2의6>의

     첫번째 것인 round형(머리가 둥근형)으로  3mm라고 표시된 것 중  적,녹,황색 중에서

     택일한다.

 

     사용전압이 제조회사별로, 색갈별로.약간 차이가 있는데, 대략 1.8V~2.2V 정도이고,

     전류량에 따라 밝기가 변화하지만 보통 10mA 이내에서 사용할 수 있는 규격이다.
     너무 높은 전류를 흘리면 순식간에 파괴되어버린다.

 

      이번 회로도에서는 밧데리 소모를 염려하여 약 1mA 이하를 소모하도록 하였으나 이는

      통상의 밝기 보다 좀 어둡게 느껴진다.

      더 밝기를 원하는 경우에는 직렬로 연결된 저항치를 좀더 낮은 것(예 4.7k오옴)을

     사용하면 된다.

 (2) 사용 tip

 

     두개의 리드선이 극성이 있어 반대로 연결하면 빛이 나질 않고, 잘못하면 파괴되어 버린다.

     어느 제품이나 두개의 연결핀 중 짧은 것이 (-)극이다.

 

 

8. 스위치

 

    건전지 소모를 막기위해 편리하게 전류의 흐르믈 ON OFF시키기 위해 넣었다.
    만약 스위치 없이 건전지 스냅을 연결했다 끊었다 한다면 스위치 없어도 된다.

  (1) 규격 
 

     대전류를 취급하는 앰프에서는 사용전압,사용전류의 규격이 엄격하지만 이 앰프는
     PCB에 조립해 넣은 아주 작은 스위치도 상관없음으로 취향대로 선택한다.

 

    

  

                            <그림 2의7 스위치 류>

 

  (2) 사용 tip

     

     스위치는 ON-OFF만 되는 2핀형, ON-OFF-ON이 되는 3핀형, 눌러져있을때만
     ON되고 손을 떼면 OFF되는 형, 여러회로를 하나의 스위치로 조작하기 위해

     4개,6개의 핀이 있는 형 등, 다양하다.

 

     이 앰프에 사용되는 것은 단순히 ON-OFF 한 회로만 구성하면 됨으로 2핀형 부터

     가능하며, 3핀(ON-OFF-ON)인 제품도 가운데 핀과 나머지 중 한핀 으로 사용하면 된다.

     이번 제작에 채용되는 것은 가장 오른쪽 3핀형이고, 두개의 핀만 사용하게 된다.

 

9. 건전지 스냅

 

       

    

                         <그림 2-8 건전지(9V)용 스냅>
 
     일반적으로 앰프류에서는 적색 선을 +전압을 상징하는 선으로 사용하고, 흑색이

     접지선(0V)을 나타낸다.

    
     이 스냅도 전지의 +극이 적색선이다.

 

 

10. PCB 기판

   본격 앰프를 제작할때에는 동박이 입혀있는 기판의 원판을 구입하여 화학약품으로
   동박을 부식시켜 회로도를 만드는 것이 통상의 방법인데, 이번 제작은 간단함으로

   만능 기판을 사용한다.

   만능기판은 아래의 <그림 2의9>와 같이 일정한 간격으로 핀홀이 뚤려져 있는 기판을

   말한다.

 

         

                                      < 그림 2-9 만능 기판>
 

       - 기판의 재질 : 크게 나누어 저가의 페놀형과 고가의 에폭시형이 있다.
         이번 제작에는 적은 비용 투입을 위해 페놀형을 사용한다. 
         위의 그림이 페놀형이다.

      - 기판의 크기 : 매우 다양한데 이번 제작에는 80mmX80mm형 (위 그림의 작은 것)을

        사용한다.
        보다 큰 것을 구입하여 카터 등으로 잘라 써도 되는데.쉽게 자를 수있다.

      - 핀홀 간격 : 2.54mm인 것을 고른다. 이 간격이 부품 사이즈와 잘 맞는다.

      - 단면 양면 : 단면 기판은 한 면은 부품을 끼워 세우는 면이고, 뒷면에만 동박으로

         회로를 만든 모양을 말하는데, 양면은 부품을 끼우는 면에도 동박 회로가 있는것을

        말한다. 

        양면 기판은 복잡한 회로에 유용하며, 이번 제작에는 단면을 사용한다.

 

 

11. 지지대
     PCB 기판의 납땜면이 쇼트되지 않도록 바닥에서 기판을 띄우기 위해 기판 네 귀퉁이에

     꽂는 지지대이다.

     판매업체에 따라서는 PCB support라고 표기하기도 한다.

 

        

        

                 <그림 2의10 PCB 지지대와 볼트 넛트>

     재질은 쇠붙이와 프라스틱이 있으나 취향에 따라 고르고, 길이는 10mm 것을 선택했지만

      5mm를 사용해도 된다.

 

     지지대는 <그림 2의10> 오른쪽 네개와 같은 male형과 왼쪽 두개의 female형 두 형태가

     있는데 이번 제작을 위해서는 어느것이나 관계없고 다만 지지대를 고정시킬 볼트와 넛트

     어느쪽을 사용하느냐만 차이난다.
      male형은 넛트가 있으면 되고, female형은 볼트가 필요하다.

 

            

                                   <그림 2의11 지지대의 고정>

 

   볼트 넛트는 직경 3mm, 볼트의 길이는 6mm의 것을 온라인에서 100개정도 포장하여 판매하고

   있다.

 

 

12. 배선 선재

   배선 선재를 구입하는 것은 약간의 경험이 필요하다. 직접 써보아 그 굵기,유연성,
   납땜 작업의 용이성 등을 체험해야 한다.

   선재는 회로내의 전류의 흐름에 따라 굵기를 달리해야 하지만 이번 제작에서는 적은

   전류만 취급함으로 가는 선도 가능하다.

   이번 test용으로 제작한 모델에는 직경 0.4mm의 단선을 사용했으나, 유연한 재질이면

   0.5mm ~0.6mm가 더 바람직하다. 

 

                                           <그림 2의12  배선 선재>

 

    입문자는 단선이 작업하기 편리한데, 적절한 것을 온라인 상에서는 발견하지 못했다.

    선재 구입시 가능한 한 여러 색갈을 구입, 자신이 + 선, -선, 신호선 등에 항상 같은색을

    사용하면 배선 색만으로도 회로 구성을 판단하거나, 회로 테스트시 편리하고, 배선할

    때에도 착오를 줄일수 있다.
 

13. 납

     처음에는 아래의 <그림 2의13>  오른쪽의 소량 롤의 납을 구입해 쓰면서 어느정도
     납땜 기술이 익혀지면 납의 굵기와 아연 함유 비율등을 잘 선택하여 고급 재질을

     쓰도록 한다.

 

     보다 큰 앰프를 제작할때에는 납땜이 잘 되어야 보이지 않는 보다 완성도 높은 결과를

     기대할 수 있다.

 

         

    

                              <그림 2의13 납>

[출처] 3. 부품 상식|작성자 송관섭

http://blog.naver.com/sohon23m/150004603165