クエリ: 電子回路の基本部品のひとつである、針金などをぐるぐるとらせん状に巻いたものを何というでしょう?
文章: コイル コイルとは、針金などひも状のものを、螺旋状や渦巻状に巻いたもののことである。電気回路における素子として用いられるほか、ばねとしても利用される。明治末から昭和前期には線輪(せんりん)とも言われた。
文章: 円錐振り子 円錐振り子(えんすいふりこ、英: Conical pendulum)は、振り子のうち、糸の端に錘をつけ、錘を水平面内で等速円運動するようにしたものである。この時、吊糸が鉛直軸の周囲に描く円錐の高さをh、重力加速度をgとすると、円運動の周期は、2 π h / g {\displaystyle 2\pi {\sqrt {h/g}}} 文章: ベーキング 真空装置の真空チャンバー内壁には、様々な不純物が吸着する。それらは高真空へ排気する過程で放出ガスとして真空チャンバー内へと放出され十分な高真空を得ることが出来ない。そのため、真空チャンバー外壁にテープ状またはワイヤ状のヒータを巻いて、チャンバー全体を熱し、ガスを事前に放出することをベーキングと言う。真空ポンプで引きながらベーキングを行うことにより、チャンバー内の残留不純物(特にチャンバーオープン後は水が多い)が真空チャンバーへ放出され真空ポンプに排気されることにより、その後の真空チャンバー内を高真空にすることが出来る。 真空チャンバーの不純物などが製造プロセスでの歩留まりに影響しやすい集積回路の製造工程である半導体プロセスに使用される真空装置や、超高真空を得る必要がある真空装置などで多く実施される。 半導体製造装置の写真を見ると、大抵は銀紙でぐるぐる巻きにしてあるが、それはベーキングの際に熱にムラが出来ないように巻いてあるものである。 文章: 集積回路設計 以前は、アナログICは人間が手で計算して設計していた。オペアンプなどの基本的な回路がアナログICとして実装されるが、せいぜい10個のトランジスタを集積している程度であった。試行錯誤と余裕を持った設計(素子の配置)をすることでアナログICが製造可能となっていた。既存の設計を流用することで、より複雑なICが構築されていった。1970年代にコンピュータのコストが低くなると、回路設計のシミュレーションソフトウェアが書かれるようになり、人間が計算するよりも正確で実用的な手段となっていった。集積回路のシミュレーションが可能な、よく知られており広く使われている電子回路シミュレータはSPICE(Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis)である。コンピュータによる回路シミュレーションツールが複雑なIC設計を可能にし、アナログASICの設計も実現されるようになった。また、製造前に間違いを検出することも容易になった。また、手で設計していた頃には困難だった洗練されたデバイスモデルや回路解析が可能となり、モンテカルロ法による解析などが実用化された。温度による特性変化や半導体プロセスによる特性変化のシミュレーションも容易となった。以上のように、コンピュータによる回路シミュレーションによってアナログ集積回路設計は格段の進歩を遂げた。 アナログIC設計で重要な問題として、IC上の個々の素子の特性にかなりばらつきがあることが挙げられる。個別部品で回路を組むときには、部品の特性を測定して選別することができるが、集積回路上の素子については制御できない。例えば、あるIC抵抗器の抵抗値は ±20% のばらつきがあり、バイポーラトランジスタのβ値は 20 から 100 までのばらつきを示す。同じ設計であってもウェハーが異なれば特性が変わるし、同じウェハーから切り出したICでも、不純物の拡散にばらつきがあるため、特性が違う。このばらつきの原因は、半導体製造工程に制御不能な無作為の分散があるためである。製造時のちょっとしたタイミングの変化でも、特性が変化する。 このようなばらつきの影響を減らす設計手法として以下のものがある。 文章: 根詰まり 鉢の中で行き場を失った根が、鉢の壁面に沿って延伸し、結果的にらせん状にぐるぐると鉢の中を回ってしまう現象のことを言う。根は枝分かれしにくくなるため、種によっては木質化する。根詰まりの典型的な状態のひとつであり、鉢内の用土の使用効率を大幅に低下させる。これらの問題を改善する鉢としてスリット鉢が市販されている。 文章: かぎ針編み 先に述べた道具に、糸を8の字に巻きながら中央で細編みを縦に編み、最後に道具から糸をはずしてブレードのできあがり。 このブレードをつなぎ合わせてマフラーなどを作る。 文章: 旋盤 旋盤(せんばん、英: lathe)は被切削物を回転させ、固定されているバイトと呼ばれる工具で切削加工をする工作機械の一つである。主に「外丸削り」、「中ぐり」、「穴あけ」、「ねじ切り」、「突切り」と呼ばれる各加工を行う。 被切削材料が回転するため、加工品は必ず回転軸に対して対称形になる(円筒や円錐、皿形など)。 旋盤や轆轤での加工物を『やりもく』という。 文章: DNA超らせん 通常の溶液条件にあるB型DNAでは、2本のDNA鎖は反平行の向きに並び、約10.5塩基対辺り一回の割合で互いに右巻きに巻き付いている(図1;二重らせんの項参照)。この絡まり合いをツイスト(twist)、その数をツイスト数(twist number [Tw])という。このツイスト数を減らしたり(二重らせんを巻き戻したり)、増やしたり(二重らせんを過度に巻き付けたり)すると、DNA分子全体に構造的なひずみが生じる。このひずみによって作られる構造がDNA超らせんである。 例えば、線状でひずみのない2重鎖DNAの両端をそのまま結合させて閉じた環状(閉環状)分子をつくると、O型の全体構造をとる。しかし、同じ線状DNAを360度巻き戻した(ツイスト数を減らした)後に末端を結合させると、DNA分子全体にひずみが生じて8型の構造をとるようになる(図2左)。これを負の超らせん(negative supercoil; (-) SC)と呼ぶ。この超らせんでは、8型の中央部分で二重らせんが交差しているが、それをライズ(writhe)、その数をライジング数(writhing number [Wr])という。一方逆に、360度過度に巻きつけて(ツイスト数を増やして)から末端を結合させると、やはり8型の構造をとるが、この構造は先の構造とは異なる(図2右:8型の中央部分における2重鎖DNAの交差の仕方が逆であることに注意)。この構造を正の超らせん(positive supercoil; (+) SC)と呼ぶ。このように、超らせんには、負の向きと正の向きが存在する。 文章: マグノン 磁石材料の内部には情報を伝達するキャリアがあり、マグノンを制御する試みは、低消費電力かつサブテラヘルツ領域の素子への応用が期待される 文章: CDC 8600 1960年代、コンピュータの設計は電子部品(トランジスタや抵抗器など)を回路基板上に実装することを基本としていた。マシンの離散論理回路部を搭載するボードは、「モジュール」として知られている。コンピュータの性能が向上するに連れて、モジュールの複雑性も増し、部品がひとつ故障しても半田付けが一箇所失敗していてもモジュール全体が動作不能となる。クレイは、一見したところ極端に複雑なモジュールを動作させてしまう才能を持っているというのは業界ではよく知られていた。マシン全体の「サイクル速度」は信号経路、つまり配線の長さと深く関連している。そのため、高速なコンピュータはモジュールを可能な限り小型化しなければならない。これと反対に計算能力を高めるためには、モジュールを複雑化しなければならない。1960年代後半には、個々の部品の小型化の流れは止まり、代わりに集積回路が小型化を先導するようになった。しかし、単純なMOSFET技術では高速性を要求される応用には適していなかった。 従って、マシンの複雑性を増すために、モジュールは大型化する必要があると思われた。理論的には回路が大型化すれば信号の遅延によって動作速度は低下する。クレイは、この矛盾する問題を両方とも解決することを目指していた。すなわち、各モジュールを大きくして部品を多く搭載し、一方でモジュールを接近させて実装することで信号経路を短くするのである。8600の場合、8インチ×6インチの4層回路基板を8枚重ねてモジュールを構成し、大型の教科書程度のサイズとなっていて、3KWの電力を消費した。 モジュールの冷却は大きな問題であった。クレイの冷却システムの技術者ディーン・ラウシュ(以前は Amana社にいた)は銅のシートを各回路基板の内側に置き、熱をモジュールの一端にある銅のブロックに引き取って、さらにそれをフレオンのシステムで冷却することにした。モジュールは重量と複雑さが増し、この時点で約15ポンドの重さとなっていた。モジュールはかなり小型のシャーシに納められた。直径および高さが約1メートルの16角形のシリンダ型で、環状の電源装置の上に設置された。外部の冷却システムはマシン本体よりかなり大きかった。意外ではないが、8600は後のCray-2とよく似ている。 文章: トランジスタ トランジスタ(英: transistor)とは、電子回路において、信号を増幅またはスイッチングすることができる半導体素子である。 1940年代末に実用化されると、真空管に代わってエレクトロニクスの主役となった。論理回路を構成するための電子部品としては最も普及しており、集積回路(IC)の多くは微細なトランジスタの集合体である。1965年にムーアの法則で予言された通り、CPUやMPUに内蔵されているトランジスタの数は増え続け、今ではひとつのチップに700億個以上のトランジスタが搭載されている製品もある。CPUやMPUは、それらの膨大な数のトランジスタが高速でスイッチングを行うことで動作しており、スマートフォンやパソコン、コンピュータネットワーク、テレビ、自動車などのあらゆる機器や装置の動作においてトランジスタが関与している。なお、この名称はtransfer(伝達)とresistor(抵抗)を組み合わせたかばん語であり、ジョン・R・ピアースによって1948年に名づけられたものである。 文章: タイプライター 次のタイプライターの進化は「電子式」である。電子式になって、タイプボールから金属またはプラスチック製のデイジーホイール機構が主流となった。デイジーホイールは円盤状で、花びらのような形状の先端に活字が並んでいる。プラスチック製デイジーホイールは金属製より単純で安価だが、磨耗しやすい。一部の電子式タイプライターはメモリを内蔵し、外部記憶媒体として磁気カードや磁気ディスケットを使え、一種のワードプロセッサと基本的に同じである。Selectricや他の従来機種と異なり、「電子式」は集積回路を使い複数の電子機械部品を使っている。中には「ディスプレイ・タイプライター」と呼ばれるものや「ワードプロセッシング・タイプライター」と呼ばれるものがあり、特に後者はディスプレイが1行しか表示できない小型の機種を指すことが多い。 1990年、売り上げが低下したためIBMはタイプライター部門をレックスマークに売却した。 文章: マイキット 多数の電子部品がパネルに固定され、それらの電子部品の端子とパネルの裏側で接続されたスプリングの間を付属のリード線で結ぶことにより、電子回路を構成する構造となっている。 箱形・カプセル形・コンソール形・アタッシュケース形といった、多くのユニークなデザインで発売された。 これらのデザインは、SF的なイメージや大人の道具といったイメージがあり、 また回路を構成した状態も多くのリード線が素子を結ぶ形となっていた。 いかにも電子機器といった印象が強くあり、当時の電子工作好きな少年たちには人気であった。 「マイキット」の名称を持つ製品は1965年に初めて発売され、これは10種類の回路を作れた。最後に発売されたモデルは、1977年に初版が発売された「マイキットMX-180」であり、これは180種類の回路を作れた。 文章: 表面実装 表面実装(ひょうめんじっそう)とは電子部品をプリント基板に実装する方法の一つ。SMT とも呼ばれる。 また、表面実装用の部品をSMD と呼ぶ。 電子部品のリードをプリント基板の穴に固定する方法(スルーホール実装)に比べて、スペースを取らない。1960年代に開発され、現在では、電子回路を持つほとんどの製品で採用されている。電子部品の実装にはチップマウンター(表面実装機)と呼ばれる専用装置を使うか、極小ロット品や人件費の安い国では、人が直接ピンセットを使っておこなうこともある。 基本的には、クリームはんだ印刷機による基板上へのはんだ印刷(またはディスペンサによる部品搭載位置への接着剤塗布)を行った後にチップマウンターで部品の実装を行い、その後リフロー炉で熱を加えてはんだを溶かし、部品を基板に固定するという流れである。 文章: ラグ板 ラグ板(ラグばん)とは、導通性のある金属製のラグ端子をベークライトなどの絶縁基板に固定したもので、主に配線の中継や電子機器の内部で小規模な電気回路の実装に用いられる。 構造として平型、縦型があり、平ラグ、縦ラグなどと称される。 ラグ端子をベークライト板にハトメを用いてかしめることで固定しているタイプと、ステアタイトなどの硬質な絶縁物に端子を圧入することで構成した物がある。 電子機器の実装に用いられる場合は、小規模な回路あるいは特定用途での使用に留まる。真空管時代の機器にはよく使用されていたが、実装密度が低いことから現在ではあまり用いられない。 電子工作の入門として取り上げられるゲルマニウムラジオは、部品点数が少ないことからラグ板を用いた製作例が紹介されることがある。 ラグ板の特徴として、通常端子部分とハトメ部分の両方に半田付けが可能であることから、いずれかに電子部品を、他方の穴に配線材を半田付けすることで実装を容易にできる。 文章: 電気工学 第二次世界大戦以前は、電子工学は無線工学とほぼ同義で、応用範囲は電気通信やレーダー、ラジオ、初期のテレビなどに限られていた。戦後、民生用電子機器が開発されるようになり、テレビ、音響機器、コンピュータ、マイクロプロセッサなどの開発と共に電子工学も発展していった。1950年代末には無線工学と電子工学は完全に別の分野と認識されるようになった。 1959年の集積回路の発明以前、電子回路は個別の部品を組み合わせて構築されていた。当然ながら回路の実装に要する空間も電力も大きく、動作速度は遅かった。それでも、今もそのような回路実装の用途がある。一方集積回路はトランジスタを中心とした微小な電子部品をひとまとめにして、小さなチップ内に回路を構成する。これによってコンピュータなどの電子機器の性能が向上していった。 半導体素子の微細化の絶え間ない進展は、VLSI製造プロセスの発展をもたらし、完全なシステムをひとつのチップに実装する技術を実現した。マイクロプロセッサはこの進展の成果で、コンピュータ工学の関連分野とかかわる。