반이아빠의 장난감 속 반도체 - 반이의 빠방 1편

[반이아빠의 장난감 속 반도체]는 자녀들의 장난감이나 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 물품을 통해, 그 속에 담긴 반도체를 쉽게 이해하고 친해지기 위해 구성되었습니다. 앞으로 연구소 소속 양원모 과장이 여러분에게 재미있고 쉬운 반도체 이야기를 들려줄 예정입니다~!

점심시간이 끝나갈 무렵, 책상 위에 올려놓은 반이아빠의 휴대전화가 부르르 진동합니다. 수신된 번호를 확인해 보니, 반이엄마입니다.

“여보, 지금 바빠?’

“아냐 괜찮아. 집에 무슨 일 있어?”

“반이 빠방이 불만 들어오고 소리가 안 나.”

“알았어. 집에 가서 고쳐줄게.”

반이아빠네 집은 얼마 전에 말문이 트이기 시작한 아들 반이의 장난감으로 꽉 차 있습니다. 반이는 여느 남자아이들과 다르지 않게 자동차 장난감, 반이의 표현을 빌리자면 ‘빠방’을 특히 좋아합니다. 불과 몇 달 전에는 뒤로 당겼다 놓으면 앞으로 달려가는 태엽 미니카와, 앞으로 살짝 밀었다 놓으면 앞으로 가는 미니카들이 대부분이었습니다. 하지만 요즘 반이의 빠방들은 점차 덩치도 커지고 번쩍번쩍 빛도 나고 요란한 사이렌도 울리는 것들이 부쩍 많아졌네요.

그런 빠방들에는 하나같이 1.5V 건전지가 적게는 2개, 많게는 4개까지 들어가게 마련입니다. 얼마 전에는 대형마트에서 40개들이 건전지를 사 왔지만, 이내 동이 나버리고 말았습니다. 온종일 불을 번쩍이고 굉음을 내는 빠방들은 건전지를 잡아먹는 대장들이기 때문이지요.

반이아빠가 퇴근해서 집에 돌아오니 반이가 현관문 앞에서 빠방을 들고 반깁니다. 반이는 아빠가 퇴근한 것보다 빠방 고쳐줄 사람이 왔다는 것이 더 반가운 눈치네요. 반이아빠는 선반에서 공구함을 꺼내 드라이버를 집어 들고 자리를 잡습니다. 반이도 작은 드라이버를 들고 돕겠다고 나섭니다. 나사를 풀고 반이의 빠방을 뜯어보니, 전선 몇 가닥이 건전지로부터 나와서 스피커와 모터로 연결되어 있습니다. 번쩍번쩍 빛을 내는 경광등은 초록색 PCB 기판에 바로 부착되어 있습니다. 이것을 사진과 간단한 그림으로 표현하면 이렇습니다.

ⓒ양원모

ⓒ양원모

ⓒ양원모

ⓒ양원모

소리가 나지 않았던 이유는, 스피커로 연결되는 부분의 전선이 떨어졌기 때문이었습니다. 반이아빠는 반이를 잠시 엄마에게 맡기고, 전기인두를 가져와서 떨어진 전선을 스피커에 납땜하였습니다. 그리고 다시 빠방이의 기판을 원래 자리에 조립하고 나사들을 끼우고 건전지를 넣어 주었습니다. 그리고 반이를 불러내어 다시 빠방이를 건네주었습니다. 반이는 빠방을 방바닥에 놓고 버튼을 눌렀습니다.

“출동준비 완료~!”

빠방은 힘찬 구호와 함께 신나게 굴러갑니다.

“와~!”

반이가 두 손을 번쩍 들고 만세를 하네요. 반이아빠는 빠방을 도로 가져다 반이에게 주고 반이를 번쩍 안아 올려주었습니다. 반이엄마는 옆에서 엄지손가락을 세워 반이아빠를 칭찬해줍니다.

ⓒ양원모

ⓒ양원모

반이의 빠방을 구성하는 회로는 크게 전원부, 구동모듈(module), 출력소자로 이루어져 있습니다.

전원부는 회로와 출력소자에 에너지를 공급하는 건전지를 말합니다.

구동모듈은 다시 세 부분으로 나눌 수 있습니다.

IC (Integrated circuit) : 특정 동작을 수행할 수 있게 트랜지스터, 저항, 콘덴서, 다이오드 등의 전자 부품을 하나의 반도체 기판 위에 압축해서 모아 놓은 집합체입니다.

PCB (Printed Circuit Board) : 기판. 회로를 구성하는 부품 간의 연결을 쉽게 하려고 개발되었으며, 일일이 단자를 납땜할 필요 없이 부품을 기판에 꽂고 딥핑(dipping) 공정을 거치면 이른 시일 안에 회로를 완성할 수 있습니다.

전자부품 : 전자회로의 기본적 구성 요소가 되는 것으로 트랜지스터(Transistor), 콘덴서(Condenser), 저항(Resistor), 다이오드(Diode) 등이 있습니다.

출력소자 : 전기 신호를 빛으로 표현하는 LED(Light-Emitting Diode), 소리로 표현하는 스피커(Speaker), 동력으로 표현하는 모터(motor)로 구성되어 있습니다.

[반이아빠의 장난감 속 반도체] 쉽고 재미있으셨나요? 다음 시간에는 ‘반이의 빠방 2편’이 이어집니다!

감수 / 연구소 연구1팀 정지영 부장