🔹 1. IC란 무엇인가?
🔧 IC(Integrated Circuit)
- 여러 개의 논리 게이트를 아주 작은 칩 위에 집적시킨 것
- 디지털 시스템에서 기본적인 논리 연산을 수행하는 핵심 부품
- 다양한 전자기기에서 사용됨 (예: 컴퓨터, 스마트폰, 가전제품 등)
🧩 IC 핀 구성 예시
실제 IC는 핀(pin)이라는 다리들을 통해 전기 신호를 주고받습니다. 가장 대표적인 형태가 DIP(Dual In-line Package)!
📦 2. IC 패키지의 종류
| 구분 | 설명 | 특징 |
| 삽입 장착형 (DIP) | PCB에 구멍을 뚫어 핀을 꽂고 납땜 | 조립 쉬움, 크고 무거움 |
| 표면 실장형 (SMD) | PCB 표면에 직접 납땜 | 작고 가볍고 고밀도 |
✅ SMD는 DIP보다 약 70% 작고, 무게는 90% 가벼움
✅ 제조 비용 절감과 고밀도 회로 구현이 가능!
🧠 3. 집적 회로의 분류
(1) 집적도(내부 게이트 수)에 따른 구분
| 구분 | 설명 | 게이트 수 |
| SSI | Small Scale IC | 100개 이하 |
| MSI | Medium Scale IC | 100 ~ 1,000개 |
| LSI | Large Scale IC | 1,000 ~ 10,000개 |
| VLSI | Very Large Scale IC | 10,000 ~ 1,000,000개 |
| ULSI | Ultra Large Scale IC | 1,000,000개 이상 |
(2) 구성 방식에 따른 구분
- 표준 논리 소자: NAND, NOR 등 고정된 논리 회로
- 프로그램 가능 논리 소자 (PLD): 사용자가 회로 설정 가능
- CPLD: 복잡한 논리 회로를 구현
- FPGA: 유연한 구조, 다양한 디지털 시스템 설계에 활용
⚙️ 4. IC의 전기적 특성
📉 1. 전달 지연 시간 (Propagation Delay)
- 입력 신호가 출력으로 반영되기까지 걸리는 시간
- 짧을수록 빠른 회로!
🔌 2. 팬-인(Fan-In) & 팬-아웃(Fan-Out)
| 용어 | 설명 |
| 팬-인 | 게이트가 수용할 수 있는 최대 입력 수 |
| 팬-아웃 | 한 게이트 출력이 얼마나 많은 회로로 연결될 수 있는지 |
📡 3. 잡음 여유도 (Noise Margin)
- 외부 신호 간섭(노이즈)에 견디는 능력
- 클수록 안정적인 회로
⚡ 4. 소비 전력
- 게이트 동작 시 얼마나 많은 전기를 사용하는지
- 고성능 IC는 낮은 전력 소모가 중요
🔁 5. 싱크 전류 & 소스 전류
| 용어 | 설명 |
| 싱크 전류(Sink) | 출력 단자 → 회로 내부로 전류 유입 |
| 소스 전류(Source) | 출력 단자 → 외부 회로로 전류 방출 |
🔧 6. 풀-업 저항 / 풀-다운 저항
- 목적: 입력 신호가 불안정할 때 정확한 논리값을 유지
- 풀-업 저항: 입력을 Vcc(전원) 쪽으로 당김 (High 상태 유지)
- 풀-다운 저항: 입력을 GND(접지) 쪽으로 당김 (Low 상태 유지)
- 보통 3~10kΩ 범위 사용
🧩 5. IC 계열별 특징
🔁 1. 집적 회로의 종류 (논리 게이트 구성 방식)
| 종류 | 설명 | 특징 |
| RTL | Resistor-Transistor Logic | 가장 기본, 저항+트랜지스터 조합, 전력 낭비 큼 |
| DTL | Diode-Transistor Logic | 다이오드 추가, 팬-인 향상 |
| TTL | Transistor-Transistor Logic | 대표적인 논리 회로, 5V 전원, 다양한 변종 존재 |
| CMOS | Complementary MOS | 낮은 전력 소비, 고집적화 가능, 현대 회로의 주류 |
🔍 2. TTL vs CMOS 비교
| 항목 | TTL | CMOS |
| 소비 전력 | 높음 | 매우 낮음 |
| 속도 | 빠름 | 비교적 느림 (고속 CMOS는 예외) |
| 잡음 내성 | 보통 | 높음 |
| 집적도 | 낮음 | 높음 |
| 사용 전압 | 일반적으로 5V | 3.3V, 5V 다양함 |
✅ 요약 정리
| 항목 | 내용 |
| 집적도 분류 | SSI, MSI, LSI, VLSI, ULSI |
| IC 전기적 특성 | 전달 지연, 팬-인/팬-아웃, 잡음 여유도, 소비 전력, 전류 방향, 풀업/풀다운 저항 |
| 회로 구성 방식 | RTL, DTL, TTL, CMOS |
| 대표 논리 소자 | 표준 논리 IC(74시리즈), PLD(CPLD, FPGA 등) |