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トランジスタ

トランジスタは基本的には電流を増幅することができる部品です。
アナログ回路では非常に多くの種類のトランジスタが使われますが、デジタル回路ではそれほど多くの種類は使いません。
デジタル回路ではONかOFFかの2値を扱いますので、トランジスタの増幅特性の違いはそれほど関係ないからです。
回路機能はほとんどがICで行うことが多いのです。
デジタル回路でトランジスタを使うケースはリレーという電磁石スイッチを動作させる時(リレーは駆動電流が多いのでICだけでは無理な場合がある)とか、発光ダイオードを制御したりなどがあります。(私の場合)

回路記号は PNPタイプは 、NPNタイプは  で表します。

トランジスタは半導体の組み合わせにより大きくPNPタイプとNPNタイプがあります。
また、トランジスタは用途と上記のタイプにより以下のような名称が付けられます。
    2SAXXX  PNPタイプの高周波用
    2SBXXX  PNPタイプの低周波用
    2SCXXX  NPNタイプの高周波用
    2SDXXX  NPNタイプの低周波用
PNPタイプとNPNタイプでは電流の向きが違います。
マイナス電圧側を接地としてプラス電圧側を電源とする回路の場合NPNタイプの方が使いやすいです。




トランジスタの外観
    トランジスタの外観はいろいろなものがありますが、ここには2種類だけ載せました。




写真左側は2SC1815というもので、デジタル回路では良く使います。結構重宝に使えますので、バラ売りを買うより200個入りとかのパックで買えば、経済的です。(1個10円位)

写真右側は2SD880で、大きな電流を扱いたいときに使います。




電気的特性はそれぞれ以下のようになっています。
項 目 2SC1815  2SD880 
CEO(V)5060
(mA)1503A
(mW)40030W
FE70〜70060〜300
(MHz)80


CEOベース(B)をオープンにした時にコレクタ(C)とエミッタ(E)に掛けられる最大電圧。
(単にVCEと表す場合もある)
最大コレクタ(C)電流。
周囲温度(Ta)=25℃で連続して消費させることができる最大コレクタ(C)損失
(放熱器なし)
FEエミッタ(E)接地での直流に対する電流増幅率。(IC÷IB)
周波数をあげていくと増幅能力が低下するが、ベース電流(IB)とコレクタ電流(IC)が
等しくなる周波数。
(直流増幅できなくなる周波数(トランジション周波数))


2SC1815 データシート





トランジスタのリード線

トランジスタの種類によってリード線の内容が違いますので、マニュアルなどで確認する必要があります。





2SC1815の場合
品名が印刷されている平らな面を手前にして、

右が ベース
真ん中が コレクタ
左が エミッタ







2SD880の場合
品名が印刷されている面を手前にして。

右が エミッタ
真ん中が コレクタ
左が ベース

2SC1815とは逆です。

スピーカー

スピーカーまたはラウドスピーカー (loudspeaker) は、音楽・音響等の低周波電気信号を、機械(物理)振動に変えて音(可聴音)として聞かせるように設計された変換器である。略称「SP」。エレクトロニクス系の業界用語では「ラッパ」と呼ばれることがある。



基本的な構造

内部構造:右端の振動板で空気を振動させ音を出す
スピーカーの振動板(コーン紙)広く使われている代表的なタイプのスピーカーである、ダイナミック型スピーカーの構造について述べる。

細い金属線を筒状の紙などの軽量の不導体に規則正しく巻いて作ったボイスコイルを、その内径よりわずかに小さい円筒状の永久磁石にかぶせ、お互いが接触しないように保持する。この状態で、ボイスコイルに電流を流すと、フレミング左手の法則により、ボイスコイルにモーメントが働く。このボイスコイルに、振動板を付けることにより、空気を振動させて、人間の耳に聞こえる音を発生させる。

振動板には、軽量かつ機械的な強度、ヤング率、適度な内部損失のある材質が求められる。具体的にはパルプ、パルプに種々の材料を混漉したもの、ポリプロピレンなどの高分子素材、アルミやチタンなどの金属、ポリエステルや絹、アラミドやカーボンなどの繊維を編んだもの、などが使用されている。

振動板の構造にはドーム型、コーン型、平面型等があり、機械インピーダンス整合による能率拡大のために前面にホーンを設けることもある。


実際に音を出すために
コーン(皿)型のスピーカーユニット単独では、放射された空気振動のうち低域はコーン紙の前後で逆位相になるため打ち消しあい、低域が十分に再生できない。このため、コーン紙の片側だけが直接外気と接するような箱(エンクロージャー)に収容して使用する。

スピーカーには、人間の可聴域(おおよそ20〜20000Hz)を一つのスピーカーユニットで可能な限りカバーできるように設計された「フルレンジスピーカー」(中音域を中心に低音域と高音域の特性を確保)と、可聴域をいくつかに分けて、その周波数域を専用に振動させる目的で設計された、「サブウーファー」(超低音用)、「ウーファー」(低音用)、「スコーカー」(中音用)、「ツイーター」(高音用)、「スーパーツイーター」(超高音用)などがある。(「ウーファー」(低音用)、「ミッドバス」(中低音用)と分ける場合もある)

各周波数域専用のスピーカーには、それぞれに独自の形状と材質がある。また、そのスピーカーに合った周波数帯域の信号のみを与えて、より効率よく動作させるために、デバイディング・ネットワークという、コンデンサーとコイルなどを用いた回路が必要になる。帯域分割の数が2個で鳴らすものを2ウェイ、3個を3ウェイ、4個を4ウェイと呼ぶ。

1種類のユニットでは再生可能周波数に制約があるため、高級なスピーカーでは帯域を2から4に分割して再生することが珍しくない。しかしフルレンジスピーカーも、ローコストな製品だけでなく、中音域主体の素直な再生特性を生かした中級クラスにも用いられることがある。

また、2ウェイ以上のnウェイタイプのスピーカーでは、周波数帯域ごとに発音体の位置が上下にずれるため、音像定位が乱れやすいという問題があり、このため同軸型と呼ばれる、周波数域の異なる磁気回路を2組同一軸線上に配した2ウェイ型スピーカーや、仮想同軸型と呼ばれる上下対称にウーファー等を配置したスピーカーが存在する。

一般的なコーンスピーカはグラム単位の質量を有するコーン紙を動かすために、%オーダーの極めて大きな歪を発生する。


特定の振動板がない方式
コーン紙など特定の振動板ではなく、直接に振動体(圧電振動子の耐熱樹脂ケース入など)を設置し家の壁、床、その他共鳴するものを振動板とする方式が開発された。トヨタの自動車、エスティマの天井や花スピーカーアンプなどがある。


分類

変換方式による分類
ダイナミック型
マグネティック型
コンデンサ型(静電型)
圧電型
リボン型
放電型
イオン型

振動板の形状による分類
コーン型
ドーム型
平面型
ベンディングウェーブ型
ウォルシュユニット
マンガーユニット
ハイルドライバー
リニアムドライバー

振動の放射方式による分類
密閉型
平面バッフル
バスレフ型
トランスミッションライン
アイソバリック型
ホーン型
フロントロードホーン型
バックロードホーン型
アクースティックマス型

再生帯域による分類
フルレンジスピーカー - 中音域主体で低音、高音の特性も極力確保
マルチウェイ - 帯域分割するもの
スーパートウィーター(スーパーツイーター) - 超高音域。100000Hz(100kHz)程度の人間が聞こえない周波数まで再生できるものもある。
トウィーター(ツイーター) - 高音域
スコーカー(ミッドレンジ) - 中音域
ウーファー - 低音域
サブウーファー - 超低音専門(約100Hz以下)。センタースピーカーとして使用。
1ウェイ - フルレンジ
2ウェイ - ウーファー(中音域までカバー) + ツイーター
3ウェイ - ウーファー + スコーカー + ツイーター
4ウェイ - ウーファー + スコーカー + ツイーター + スーパーツイーター
※以上の構成に、超低音再生のため、センタースピーカーとしてサブウーファーを追加することもある。

形状・サイズによる分類
ブックシェルフ型
フロア型
トールボーイ型
埋め込み型
可般型

用途による分類
家庭用(オーディオ用)
PA/SR/拡声用
楽器用
水中用
組み込み用(携帯電話など)
軍用(音響兵器他)
その他特殊用途




その他
アクティブスピーカー
無指向性(ダイポール)スピーカー
パラメトリックスピーカー
バイワイヤリング
     


スペックと特性
スピーカーユニットのスペックと特性
ティールスモールパラメーター
スピーカーシステムのスペックと特性
     


システムの構成
受動部品によるネットワーク
マルチアンプシステム
電気的な補正
保護回路

プリント基板

プリント基板(プリントきばん)とは、正式にはプリント配線板と言い、集積回路、抵抗器、コンデンサー等の電子部品を実装し、その部品間を接続して電子回路を構成する配線を形成した板状またはフィルム状の部品である。英文では printed wiring board (PWB) または printed circuit board (PCB) と表記される。

主に、基材に対して絶縁性のある樹脂を含浸した基板上に、銅箔など導電体で回路(パターン)配線を構成する。広義にはプリント基板に電子部品を実装した状態も含むが、区別のために実装済基板のことはユニット、ボード、モジュール、パッケージ等の別名をあてることも多い。

但し「PCB」は、有害物質「ポリ塩化ビフェニル」の略語PCBとの混同を避け、おおむねPWBと表記される事が多い。一方、PWBを「電子部品がはんだ付けされておらず、配線(wire)だけの状態のもの」(ベアボード)、PCBを「電子部品がはんだ付けされて、回路(circuit)として動作するようになったもの」として使い分けているケースもある。

他の呼称としては、プリント配線板、プリント配線基板、プリント回路基板、あるいは単に回路基板などがある。エレクトロニクス実装学会ではプリント配線板またはプリント回路板を正式名称としている。[1] (註:「基盤」と表記するのは間違い)


分類
大きな分類として、絶縁体基材に柔軟性のある材料を用いたフレキシブル基板と、柔軟性のない材料を用いたリジッド基板、硬質な材料とフレキシブルな材料とを複合したリジッドフレキシブル基板などに分けられる。フレキシブル基板は薄くて柔軟性があることから、機器に組み込む際に自由度が高く、小型の電子機器などに使われている。また、コネクタ間を配線するためのフィルム状配線材もフレキシブル基板と呼ばれることがある。
単にプリント基板と呼ぶ場合にはリジッド基板を指すことがほとんどであるので、ここではリジッド基板のより詳細な分類を記す。


絶縁体の種別によるもの
紙フェノール基板
紙にフェノール樹脂を含浸させたもの。別名ベークライト基板(ベーク基板)。安価で加工性が良いので、プレスによる打ち抜きで民生機器用基板を大量生産するに使われる。反面、機械的強度が低く、反りも生じやすい。通常片面基板として利用される。
紙エポキシ基板
紙にエポキシ樹脂を含浸させたもの。紙フェノールとガラスエポキシの中間的な特徴を持つ。通常片面基板として利用される。
ガラスコンポジット基板
切り揃えたガラス繊維を重ねて、エポキシ樹脂を含浸させたもの。安価な両面基板として利用される。
ガラスエポキシ基板
ガラス繊維製の布(クロス)を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸させたもの。電気的特性・機械的特性ともに優れているが、高価である。近年は需要の増加により、価格は下がる傾向にある。
表面実装用基板として最も一般的に使われている。両面基板以上の多層基板に利用される。

テフロン基板
絶縁材にテフロンを用いたもの。高周波特性が良好なためUHF、SHF帯の回路に用いられるが、非常に高価である。

アルミナ基板
グリーンシートと呼ばれるアルミナ(酸化アルミニウム)にタングステンなどでパターンを形成/積層したものを焼成して製造するファインセラミックスの一種。色は白や灰色などがある。高周波特性や熱伝導に優れるため、主にUHF、SHF帯のパワー回路で使用される事が多い。

コンポジット基板
ガラスエポキシ基板を中心として両面には紙エポキシ基板を形成したもの。ガラスエポキシ基板のみに比べて加工しやすく、価格が安い。

構造
片面基板
片面のみにパターンがあるもの。1層基板。

両面基板
両面にパターンがあるもの。2層基板。

多層基板
ウエハース状に絶縁体とパターンを積み重ねたもの。部品の実装密度が上がり、回路結線が複雑になると両面では回路配線を収容しきれないため層を増やすことで対応する。表面以外の層は直視できないため保守性は劣る。このため4層基板の場合、目視しやすくするため、内側の2層(内層)を電源層およびグラウンド層として用い、信号線は表面の2層(外層)に配置する場合が多い。高密度実装が要求される機器では6層や8層の基板もしばしば採用されるが、各層を平等に扱う場合と4層で収容し切れなかった信号配線を追加層に順次収容するように使う場合とがある。内層のある層を電源層やグラウンド層として使うことが多い。高性能コンピュータなどでは数十層におよぶ場合もある。
多層板の種類は大きく分類すると、スルーホールで層間の回路を接続する貫通多層板、IVHを内蔵するIVH多層基板、ビルドアップ工法により作製されるビルドアップ基板に分けられる。貫通多層板はパソコン用マザーボードなどに使用される。多層基板はビルドアップ工法など、特別な装置や工程を必要とするため、専門メーカーによって製造される。片面基板・両面基板は特別な工程は必要としないため、電子工作愛好家が自家製作するための材料も市販されている。

ビルドアップ基板
逐次積層法により一層づつ層を積み上げ、レーザー加工などにより直径100μm程度の微細な層間接続ビアを形成した、配線密度の高い多層配線板。IBMが開発した、感光性樹脂にフォトリソグラフィで穴明けを行うSLC(Surface Laminar Circuit)基板が先鞭をつけたとされる。海外ではMICROVIAと呼ばれることが多い。携帯電話やデジタルカメラなど実装密度が高く、薄型化が要求される携帯機器への採用が進んでいる。代表的な製品としては松下電子部品のALIVHやイビデンのFVSS、日本シイエムケイのPPBUほか多くの企業で様々な方式がある。ビルドアップ基板は一層づつ積層を行うため層数が増えれば増えるほど、リードタイムが伸び製造コストがかかる欠点があるが、この問題を克服するために大日本印刷のB2itなど一括積層法の開発、実用化されている。

プリント板に関する技術
(エッチング)レジスト
プリント基板の製造工程において、基板を覆うように塗布あるいは貼付される物質、またはそうして形成された層のこと。役割としては、エッチング工程において、配線として残したい部分の銅に薬剤が接触しないようにする。かつてはポリアミドフィルムを貼付した後ドリルで穴を開けるなどしていたが、最近では感光性の組成物(フォトレジスト)を塗布して、パターン露光、現像(→フォトリソグラフィ)により、必要な部分のみを残す方法が主流である。エッチング工程の前に穴あけおよびスルーホールめっきを施している場合は、パターンを形成する部分とスルーホールめっきを保護するために両者をレジストで覆う必要があり、これをテンティング法と呼ぶ。テンティング法の代わりに、はんだでエッチングレジストとして使用するはんだ剥離法という工法もある。はんだ剥離法はエッチング後にはんだを剥離するが、従来は剥離しないでその上にソルダーレジストを塗布することがあった。しかし凹凸が発生することや応力などによりソルダーレジストが剥がれやすいため、最近は一般的ではない。

ソルダーレジスト
はんだ付けが必要な部分だけを銅箔として露出し、はんだ付けが不要な部分にはんだが付かないようにプリント板上に形成する熱硬化性エポキシ樹脂皮膜のこと。プリント板製造工程の最終段階で施工される。日本では主に緑色もしくは黄緑色のものが使われるが、海外生産品では青色や赤色その他の色も使われている。従来は緑色の顔料に塩素や臭素などの難燃性材料が含まれていたが、環境への対応としてこれらが不要な青色のレジストを用いた環境調和型(ハロゲンフリー)のレジストが開発された。プリント配線板を焼却した際にダイオキシンなどが発生しにくいため、環境調和型プリント配線板基材と共に採用例が増えている。現在では緑色レジストでも塩素、臭素を含まないものが開発されている。なお、青色のレジストを使っていても環境調和型(ハロゲンフリー)とは限らないので注意が必要である。

永久レジスト
フルアディティブ、パートリーアディティブ工法などでは、銅パターンを形成したくない部分にレジストを形成し、電解めっきまたは無電解めっきでレジストのない部分にのみめっきを析出させる。このときのレジストはめっきレジストとして機能すると共にそれ以降は剥離せずにそのままソルダーレジストとして使用するため永久レジストと呼ぶことがある。

層間接続
スルーホール
プリント板の各層を接続するための板に垂直に穿った穴の内側に導体をめっきにより形成したもの。実装用の穴は通常層間の接続を兼ねるが、それ以外の場所でも必要ならスルーホールを設けて接続する。この層間接続専用のスルーホールをビア (via) と呼ぶ。めっきによるスルーホール作成技術が確立する以前は、はとめ(鳩目)を用いていた。

IVH(Interstitial Via Hole)
通常のビアは基板を貫通するが、IVHは特定の層間のみを接続するビアである。それ以外の層にはビアが現れないため、集積度を向上させることができる。BVH(Blind via Hole)またはBH(Buried Hole)などと呼ぶこともある。IVHの形成方法はドリルによる穴開け、レーザー加工、エッチング加工が代表的。基板業界ではIVH多層基板といえばドリルによる穴開けタイプのことを指すことが多く、ビルドアップ基板とは区別される場合が多い。

スルーホール実装(穴挿入部品実装)
スルーホールに部品リード(足)を通して部品を実装する方式。ラジアル部品、アキシャル部品、DIP、PGA、ZIPなどのパッケージはこの方式で実装するための形態である。

表面実装
表面実装技術 (Surface Mounting Technology, SMT) 。プリント板に実装用の穴を設けるのではなく、パッド上に部品を載せ実装面だけのはんだ付けで部品を実装する技術。パッドの上にクリーム状のはんだを塗布し、部品を載せた後、温風や赤外線で基板全体を加熱してはんだ付けする方法をリフローはんだと呼ぶ。他に、接着剤で基板に部品を貼りつけ、加熱して溶かしたはんだの槽に基板を浸してはんだ付けする方法をフローはんだと呼ぶ。フローはんだは端子が狭ピッチ化したICの実装が困難であるなどの欠点もあるが、リード部品を同時にはんだ付けできるため、リフロー・フロー工程を適宜組合わせて用いたり、工程に適した基板設計が行なわれる。1990年代以降の高密度実装の技術では主流である。表面実装用部品を (Surface Mounting Device, SMD) と呼ぶ。代表的なSMDとしてチップ部品、IC、LSIのSOP、QFP、BGAなどのパッケージがある。

ランド
元々、スルーホール実装用部品を挿入する穴の表面周囲に設けた円形や四角形のはんだ付け用の銅箔の呼称であったが、表面実装部品を実装するためのはんだ付け用銅箔もランドと呼ばれることが多くなっている。

パッド(フットプリント)
表面実装部品を実装するための、はんだ付け用銅箔。

自動実装機
プリント配線板に部品を取り付ける自動機械で、部品リールなどから部品を取り出し、部品を搭載し、穴挿入部品の場合はリードの切断、曲げ加工なども同時に行うのが一般的である。また、部分はんだ付けまでを行うものもある。はんだ付けなど一連の工程を受け持つ多数の機械を直列に配列した実装ラインに配置されている。現在、殆どの電子部品は自動実装に対応した仕様で作られ、リール供給または表面実装部品ではトレイ供給、バルク供給などで行われている。

加工法
サブトラクティブ法
全面に銅箔を張られた基板から、不要な部分を取り除いて回路を残す方法。
配線として残したい部分に、シルクスクリーン印刷などで防蝕膜となるインクや塗料を塗布して覆い(マスキング)、金属腐食性のある薬品(銅箔の場合、一般的に塩化第二鉄溶液を用いる)で腐食(エッチング)させて必要な回路を残す方式。プリント基板という名称の語源はここから来ている。
印刷によるマスキングに換えて、フォトレジストを塗布した基板を用いて、配線パターン形状を撮影したマスクフィルムで覆い、感光させてから溶剤で溶かして配線パターン部分を残し、それをエッチングする方式。フォトレジストの特性により、「感光した部分が耐溶解性となる」ものと「初期状態では耐溶解性で、感光した部分が溶解性となる」ものがあり、それに応じてマスクフィルムはネガ・ポジを使い分ける必要がある。この技術は、半導体の製造にも応用されている。
腐食液を適切に処理しないと環境破壊につながるという点や、マスク作成の工程が複雑などの短所がある。
全面が銅箔の基板から、不要な部分を機械的に切削、取り除いて回路を残す方式は、薬品やマスクが不要である。試作などの少量製作の場合に、簡便に回路基板を製作できる。これは手作業でも行えるが、専用の機械を使うほうが便利である。

アディティブ法
絶縁体基板に回路パターンを後から付け加える方法。銅パターンを形成したくない部分にレジスト(めっきレジスト)を形成し、レジストのない部分に電解または無電解めっきを施すことでパターンを形成する。アディティブ法にはフルアディティブ法、パートリーアディティブ法、セミアディティブ法などがある。日立化成、日立エーアイシー、イビデンなどはフルアディティブ法を採用している(なお、これらの企業はサブトラクティブ法による製造も行っている)。
メッキ・電鋳の技術を応用して、回路パターンを析出させて構成するもの。
導電性ポリマーを絶縁基板上に線状に絞り出して塗布し回路を構成するもの。銅箔よりは配線抵抗が大きいため、主にディジタル回路基板の試作に用いられる。

マルチワイヤー
ポリイミドで絶縁被覆した銅線を自動布線機で縦横自由に配線して絶縁多層配線構造を形成するプリント配線板。デジタル回路のバス配線長を等しくしやすいなどの特徴がある。日立化成が採用している。

日本国内の主要メーカー
パナソニックエレクトロニックデバイス (松下電子部品の社名変更および旧 山梨松下電工の合併)
イビデン
日本シイエムケイ
日本サーキット工業(JCI)
日立化成工業
日立エーアイシー
日立プリント板ソリューション (旧日立製作所 神奈川工場(秦野地区))
アイカ工業/アイカ電子
エルナー
ユーアイ電子
アイレックス
沖プリンテッドサーキット
イースタン
協栄産業
三和電子サーキット
トッパン NEC サーキット ソリューションズ(TNCSI) (旧 NEC富山と凸版印刷の合併新会社)
大日本印刷 (旧 大日本印刷と東芝サーキットテクノロジーの合併会社(DTCT)の親会社吸収)
京写
京セラSLCテクノロジー (旧 日本アイビーエム野洲事業所)
キョウデン
シャープ
神光製作所
新神戸電機
双信電機
日本ビクター
東芝ホクト電子
日本メクトロン
日本特殊陶業
富士機工電子
フジクラ
富士通インターコネクトテクノロジーズ (旧 富士通明石工場と旧 富士通長野工場と旧 富士通ベトナム工場)
富士電機システムズ
古河電工
三菱電機
メイコー
山一電機
日本アビオニクス
キヤノン・コンポーネンツ

電子管

電子管(でんしかん)とは、真空・気体中の電界・磁界で電子を運動させることにより、目的の動作を行わせる能動素子である。



真空管

熱電子管
空間電荷制御管 : いわゆる真空管
マイクロ波管
進行波管(クライストロン)
マグネトロン
電子ビーム管
ブラウン管(CRT)
撮像管
二次電子管

冷陰極真空管
光電子管
光電管
光電子増倍管

気体封入のもの
水銀整流器
低圧放電灯
HIDランプ

家庭用電気機械器具

家庭用電気機械器具(かていようでんききかいきぐ)は、電気機械器具の中で、主に家庭用として使用されるものである。


名称
諸法令[1]や、行政発行の文書における用例では「家庭用電気機械器具」が用いられているが、一般的には、次のように呼ばれることもある。

家庭用電気器具(かていようでんききぐ)
家庭用電気機器(かていようでんききき)
家庭(用)電気製品(かてい(よう)でんきせいひん)
略称・電気製品(でんきせいひん)、家電製品(かでんせいひん)、家電(かでん)
家庭(用)電化製品(かてい(よう)でんかせいひん)
略称・電化製品(でんかせいひん)
文中では、主に「(家庭用)電気製品」の名称を使う。

家庭用と工業用との電力では電圧が異なるが、家庭用電気製品は、一般家庭に引き込まれている、単相100ボルトまたは単相200ボルトの電圧に対応し、素人が使用しても危険がないように設計され、説明書なども詳しく書かれている。


家庭用電気機械器具(家電)業界
家庭用電気製品を販売する小売店舗を家電店(電気店、電器店)と呼び、製造・卸売を含めて家電業界と呼ぶ。

2000年代に入り、「ヤマダ電機」や「コジマ」など上位家電小売業チェーンによる販売の寡占化が進んだ結果、家電業界全体が熾烈な競争社会となっている。


家庭用電器機械器具製造業
1920年代より、輸入されていた家庭用電気製品について、簡単なものから国産化を進めていった。
1950年代には、家庭の電化が進み製造量が飛躍的に伸び始めた。
1960年代より、輸出されるようになっていった。
1970年代は、品質も向上し主要な輸出品目となった。
1980年代中ごろより、円高による製造部門の海外移転(主に東南アジアを中心としたNIES諸国)により、現地生産や逆輸入が拡大した。そのため、国内では高級品や主要部品のみの生産となっていった。
1990年代中ごろより、技術の確立した部品も現地生産されるようになり、先端商品のみの国内生産となっていった。
2000年代に入り、海外メーカの技術力向上により、海外や国内の普及品の市場が供給過剰となった。
主な企業は、企業一覧 (電気機器)を参照


家庭用電器機械器具小売業
1950年代より、メーカー系家庭用電気製品小売業チェーンの個人商店の組織化(例・松下電器産業による「ナショナルショップ」「ナショナル店会」、日立製作所の「日立チェーンストール」、東芝の「東芝ストアー」、三菱電機の「三菱電機ストアー」など)がされ、家庭への普及の足がかりとなった。
1970年代より、スーパーマーケットチェーンが、家庭用電気製品の安売りをはじめた。
1970年代中ごろより、日本電気大型店協会加盟企業を中心とした、独立系家電小売業チェーンが、鉄道の主要駅前に大型店舗を出店するようになった。
1980年代中ごろより、独立系家電小売業チェーンが、ロードサイド郊外型の大型店を出店しはじめた。この頃から、「○○電気商会」といった、メーカー系個人商店の減少が始まる。
1990年代後半から独立系家電小売りチェーン企業の競争が全国レベルに激化し、和光デンキ、そうご電器など多くの地方家電が姿を消した。一方、価格破壊を全面的に打ち出した通称YKK(ヤマダ電機、コジマ、ケーズデンキ)やカメラ系量販店(ビックカメラ、ヨドバシカメラなど)が急速に台頭、これらは従来の電気街を凌駕する勢力を見せるようになった。
2000年代になってから、高齢化の進行に伴い、個人商店への回帰が徐々に始まり、その存在が見直されつつある。尤も、経営者の後継者不足という根本的問題を解決しない限り、今後供給不足という事態に陥る危険は高い。
主な独立系家電(カメラ系含む)小売チェーン企業は、家電量販店を参照

電気工学

電気工学は、電気や電磁気の研究や応用を取り扱う工学分野であり、いろいろな分野に細分化されている。電気の特徴として「エネルギーの輸送手段」としても、「情報の伝達媒体」としても大変有用であることが挙げられる。この観点から、前者を「強電」、後者を「弱電」という二分的な見方をする。日本の殆どの大学の工学部に電気工学科があり、電子工学科、通信工学科も増えている。


電気工学という言葉
一般に、○○工学というと学問の名称であり、高尚な感じがするが、電気工学は電気技術というほどの意味でも使用される。それは、社会に馴染んだ、熟成した技術として受け入れられていることの表れである。その場合の電気工学はおおむね、伝統的な強電分野(エネルギとしての電気)が該当する。また、電気を扱う技術者を特に電気技術者と呼ぶことによって特別な価値は付加されない。それは、電気技術者が技術者養成の課程から専門的に、独占的に電気を学習していることに基づく。例えば、機械技術者といった場合、相当の専門家という印象を受ける。


電子工学
真空中、固体中や電界中、磁界中などにおける電子のふるまいを解明、理論化し、またそれをもとに、種々の電子素子、装置などの制御を行う技術。 抵抗器、コンデンサ、コイル(インダクタ)、トランジスタ、ダイオード、その他の半導体素子などの電子回路素子モデルをつくる。このモデルを使う目的は、回路のシミュレーションを行うためであり、その部分的な回路を組み合わせて大規模な回路を作り上げることができる。


電力工学
電力工学では、発電と電力流通とともに高電圧・大電流に耐えうる電力回路と絶縁体などの電気材料について取り扱う。


電気計測工学・計測工学
電気的特性の正確な測定に関する分野。
電気回路・電子回路の測定を行うと、被測定回路の電圧や電流に影響を与えることが避けられない。測定技術の目的は、測定回路の影響を最小化あるいは補償することである。この分野には物質の電気的特性を利用するセンサや電気=機械的な測定手段も含まれる。前者の例としては圧力を測定するピエゾ圧電素子や温度を測定する温度に依存する電気抵抗素子がある。これらのセンサは制御工学においても用いることができる。


通信工学・無線工学・電磁気学
その他の主な分野としては、電気通信、電磁気学がある。情報を一地点から別な地点に送るためには、同軸ケーブル、光ケーブルや自由空間などの伝送路を必要とする。これら伝送路はマクスウェルの方程式をはじめとする電磁気学の法則を用いて正確に記述することができる。

電磁気学がほかの日常生活に関わっている例としては、携帯電話の空中線(アンテナ)の設計、磁気共鳴画像スキャナにおいて電磁石の正確な配置調整により電磁場の形成を制御することがあげられる。さらに電磁気学により実現できた技術として電子レンジがある。


関係する理論
電気技術者の道具と理論は、数学および物理学をもとにしている。すなわち一般には電磁気学の理論、量子力学の理論、デジタル信号処理の数学、制御理論、計算機科学などの知見に従う。


学会
「The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)」と「The Institute of Electrical Engineers (IEE)」は電気技術者の間で著名な非営利の研究団体であり、規格書、出版物や定期刊行物の発行や学会やワークショップの開催を行う。IEEEは事実上世界最大の学会である。日本の研究団体としては電気学会(IEEJ)が有名である。


関連分野

半導体工学
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。


光エレクトロニクス
電子(電気)と光子(光)の両方を取り扱う電子工学の一分野は光エレクトロニクスまたはオプトエレクトロニクスと呼ばれる。この分野で扱う光ケーブルは高速な通信システムの開発とインターネットの発展をもたらした。


メカトロニクス・制御工学
機械工学と電気工学の境界では、メカトロニクスが機械部品の領域に進出している。CDプレーヤーの記録トラックを追尾するためのレーザーの精密な位置決めは、振動や焦点のずれ、ディスク媒体の変形等を補償するよう設計された電子回路によって初めて実現できたものである。

電子工作

電子工作(でんしこうさく)とは、大量生産を目的としない電子機器の設計や製作のことである。趣味や小規模の実験・試作を目的として行われる。電気工学・電子工学の分野に限らず、理工系の研究者・技術者が習得すべき基本技術の一つと考えられることもある。また、研究者・技術者の中には、子供の頃から電子工作を趣味として行ってきた者も多く、電子工作を通じて養われたセンスが業務に役立つことも多い。かつてはラジオや音響機器の製作に代表されるようなアナログ回路が主流であったが、現在ではコンピュータやメカトロニクスなど多様な対象分野がある。自由研究や技術家庭の実技として行われることも多い。

従来は男性向けの趣味とみられることが多かったが、女性向けの書籍やキットも発売されている。ただし、パソコンやプラモデルなど、比較的層が近い趣味で男性向け趣味とみられていたものに比較すると、女性のホビイストの割合が少ない。


形態
初心者の場合には、組み立てキット(必要な部品一式と説明書をまとめた製品)を利用するか、書籍や雑誌から希望する製作記事を選び、それに従って製作することが多い。キットや製作記事には部品の一覧表や実体配線図、部品の規格などが詳しく説明されている。プリント基板を製作するためのマスク紙(銅箔面のパターンを印刷したトレーシングペーパー)が付属されていることがある。

初心者向け電子工作の定番として、次のようなものがある。

ラジオ(鉱石ラジオ、トランジスタラジオ、ICを使ったラジオ)
アンプ(ICやトランジスタなど。シャーシ加工済みの簡単な真空管アンプのキットもある)
風呂の水位警報器、降雨警報器など
表示灯(LEDなど)
電子式ルーレット、占い機
電子楽器、電子オルゴール
ロボット、模型自動車(センサーを内蔵したものもある)
ワイヤレスマイク
時計、タイマー
うそ発見器
時計、電波時計
様々な電源
さらに技量が進歩すれば、自分で回路を設計して製作したり、既存の機器の動作を分析して改良を加えたりすることができる。

特にアナログ回路では、簡単な回路でそれほどの高性能が必要とされない場合、アマチュアレベルにおける基本的な設計・製作技術は現在までの30年にわたり大きな変化は無いので、古い文献を参考にしても、部品を入手可能なものに置き換えればそのまま製作できることが多い。

製作技術としては、一般にデジタル回路よりもアナログ回路の方が難しいとされるので、デジタル回路の製作を目的とする場合でも、アナログ回路での経験を積んでおくのが良いと言われている。


部品の調達
電子工作に用いる部品を入手するには次のような方法がある。

電子部品専門店における店頭販売(新品、ジャンク)
通信販売
電気製品などの分解・解体
仲間同士、またはインターネットオークション、雑誌の仲介欄などを利用した譲渡・売買
部品の入手については、次のような状況がある。

メーカーは採算が合わない製品を直ちに製造中止する傾向があることから、アマチュアには入手が難しくなっている電子部品も多い。
大きな電気街においては、電子部品の需要が減ったことから、専門店の閉店・廃業が相次いでいる。しかし、パソコンのパーツを扱う専門店が増えており、電子工作用の部品も扱う形で、地方都市を中心に新規に出店していることがある。また、Digi-Keyのような外資系のインターネット通販業者も進出しており、こちらを利用するものも増えている。
電子部品は同じ規格の製品でも店によって価格が異なる。また、大量に買うと単価が非常に安くなることがある。
従来から、電子工学の専門誌に、通信販売の広告として非常に細かい字で書かれた部品リストが多く掲載されている。インターネットの普及により、掲載数が減りつつある。

製作の方法
主に電子工作をする上での制作方法は以下が挙げられる。

基板(ユニバーサル基板やプリント基板など)に電子部品を差し込み、裏面で半田付けをして通電させて制作する。これがもっとも壊れにくく、一般的だと思われる。
部品のリード線の硬さを利用し、空中配線する。衝撃などにも弱く、あまりこの方法は利用されていない。
エッチングしていない全面銅箔の基板(生基板と呼ばれる。)に直接半田付けして製作する。この方法は特に高周波回路を製作するときによく使われる。アース部分が広くなるなるのでグラウンドインピーダンスが下がり、高周波回路を製作するときには好都合であるが、比較的小型の部品を使わなければならず、銅箔が広い為半田付けするとき熱が逃げやすく半田付けの技術が必要になるが、プリント基板を作る必要が無く、費用の面を考えれば最良の方法である。
ラグ板を使ってラグに電子部品を接続して配線する。ホームページでも多く紹介されている方法である。
電子部品一つ一つに導線を半田付けし、部品同士を通電させて制作する。この方法を使用すると、大きさが大きくなってしまうことがある。しかし放熱の関係上、こちらが一番有利になることもある。

技術的な特徴
工業的な電子機器の製作と比較して、電子工作には次のような技術的な特徴がある。

小規模な回路、あるいは大規模でも1台や2台しか作らないような回路では、プリント基板ではなく穴あき基板(ユニバーサル基板)を用いて配線することが多い。これはあらかじめ多数の穴を開け、部品の形状に合わせて銅箔を貼り付けたベークライト、ガラスエポキシなどの板である。これに部品をはんだ付けすることにより、回路を形成する。穴あき基板の他、ラグ板なども使われる。
配線した基板等を箱型のシャーシに収め、穴を開けてスイッチや可変抵抗器などの機構部品を取り付ける形態が多い。電子工作用のシャーシとして、アクリル樹脂、スチロール樹脂、ポリカーボネート、アルミ、鉄などでできた各種の製品がある。(100円ショップ等で売っているタッパー等もケースとして流用可能。)

近年の状況
近年は粗大ゴミの収集が有料化されている地域が多いため、ゴミ集積場から電子機器を拾い集め、部品を取り出す楽しみ方が難しくなっている。また、不要となった大型の自作機器や大量の電子部品など、資源回収として受け付けられない不燃ゴミの処分方法が問題となっている。
昔の子ども達は、身近に電子工作を行なっている大人がいなくても、地域の電気店や模型店などで電子工作の技術に触れる機会があった。近年は理科離れに関連して、子どもを対象とした電子工作キットの製作教室などが多く開催されているとはいえ、キットの製作よりも高度な技術について指導を受ける機会や場所が少ない。なので、“電子工作をしたくても出来ない”という状況である。戦後から1970年代までに発刊されていた電子技術やラジオ関係の雑誌も、1990年代以降ほとんどが廃刊(「初歩のラジオ(誠文堂新光社)」「ラジオの製作(電波新聞社)」など)あるいは路線変更(「無線と実験」はオーディオ雑誌に変貌)してしまった。近代の電気技術を支える根本となる“電子工作”が出来なければ、今後の発展が望めないということも考えられる。(最近騒がれているオタクと言う言葉も電子工作という一つの趣味を突き放している原因になっている。「電子工作はパソコンオタクの人がするものだ」等という間違った解釈を植え付けられ、「電子工作をすると自分もオタク呼ばわりされてしまうのではないか」という後ろめたさから電子工作は一般の人には白い目で見られがちだが、電子工作は日本の電気技術を支えてきた重要な過程であり、電子工作があってこそ今の日本は成り立っているといえる。)
火傷の恐れがあるなどの理由から、学校の技術科で半田ごてを使わなくなったという。
集積回路やデジタル処理の発達で、身近にある電子機器のブラックボックス化が進んでしまい、動作原理が理解しにくくなっている。
秋葉原の電子部品店の縮小(日曜に休業する店が増えた)。

電子部品の種類

電子部品(でんしぶひん)とは、電子工作や電子工学、電気工学などで使用される部品のことである。電子機器、電化製品なども電子部品などから作られている


電子部品の種類

トランジスタ
集積回路(オペアンプ)
電解コンデンサ
マイラーコンデンサ
抵抗器
電子部品は次のようなものがある。


能動素子
電子管
真空管
進行波管(クライストロン)
マグネトロン
ブラウン管(CRT)
撮像管
トランジスタ、IC、LSI、超LSI
ダイオード、発光ダイオード
サイリスタ
3端子レギュレータ

受動素子
抵抗器
コンデンサ
スピーカー
電池
コイル、トランス(変圧器、変成器)
リレー
圧電素子
水晶振動子
セラミック発振子
バリスタ

配線部品
プリント基板
コネクタ
スイッチ(開閉器)
電線
碍子
端子

電子部品の規格
電子部品のリード線は、小型のものを除いて、2.54mm(10分の1インチ)単位で配置されていることが多い。これは2.54mm間隔で格子状に穴の開いているユニバーサル基板(穴あき基板)、またはそれに合わせて設計されたプリント基板にはんだ付けを行い、配線するためである。

抵抗器などは、規格を数字で表示するスペースが無いため、カラーコードにより値を表示する。抵抗器#抵抗器の表示を参照。


サイズの規格

チップ抵抗器
携帯電話やデジタルカメラなど、1990年代以降に登場した小型の電気製品の殆どは、表面実装タイプ(チップ型)と呼ばれる非常に小さい部品が用いられる。このような電子部品は、チップ抵抗、チップLED、チップコンデンサなどと呼ばれ、大きさにより、3216サイズ(3.2mmx1.6mm)、2012サイズ(2.0mmx1.2mm)、1608サイズ(1.6mmx0.8mm)などに分類される。現在ではさらに部品の小型化が進み、1005、0603、0402といったサイズも使用されている。これにより、電子機器のさらなる小型化や低電力化に寄与している。

なお、欧米のメーカーでは同様の書式ながらインチでの表記としていることが多く、その場合ミリ表記の1608はインチ表記では0603、ミリ表記の1005はインチ表記では0402となるので紛らわしく注意が必要である。

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