안녕하세요. 구본민 전문가입니다.
Q. 인터넷 렌선에 따라 인터넷 속도가 달라지나요?
안녕하세요. 구본민 박사입니다.인터넷 랜선의 종류에 따라 속도 차이가 있는지 궁금하시군요. 먼저 대답은 그렇습니다. 랜선의 종류에 따라서 속도 차이가 존재합니다. 먼저 인터넷 쇼핑에서 고속랜선을 검색하면 아래와 같은 설명이 있습니다. 여기 보면 CAT.8, CAT.7 이런 설명이 나오는데요. 이건 종류에 따라서 최대 속도가 다릅니다. 그 종류에 따른 최대 속도를 알아보면 아래와 같습니다. 1. Cat 5:최대 속도: 100 Mbps주파수 대역: 100 MHz용도: 기본적인 네트워킹 환경, 100Base-TX 이더넷2. Cat 5e (Enhanced Category 5):최대 속도: 1 Gbps (1000 Mbps)주파수 대역: 100 MHz용도: 기가비트 이더넷, 향상된 신호 품질과 감소된 간섭3. Cat 6:최대 속도: 1 Gbps (최대 55m까지), 10 Gbps (최대 37-55m까지)주파수 대역: 250 MHz용도: 고속 네트워크, 10GBase-T 이더넷의 제한적인 거리에서 사용4. Cat 6a (Augmented Category 6):최대 속도: 10 Gbps주파수 대역: 500 MHz용도: 10GBase-T 이더넷, 향상된 성능과 긴 거리에서도 안정적인 전송5. Cat 7:최대 속도: 10 Gbps주파수 대역: 600 MHz용도: 고성능 네트워크, 차폐된 케이블로 간섭 최소화6. Cat 8:최대 속도: 40 Gbps (최대 30m까지)주파수 대역: 2000 MHz용도: 데이터 센터, 매우 고속의 네트워킹 요구사항이 이외에도 케이블이 너무 길어지게 되면 신호 손실로 속도가 떨어질 수 있고, 케이블의 품질이나 네트워크 장비에 따라서 속도 차이가 날 수 있습니다.그래서 아무리 좋은 랜선을 사용하더라도 집에서 사용하는 가정에서 사용하는 인터넷이 메가급 인터넷이면 소용이 없겠죠. 따라서 가정에서 사용하는 인터넷이 기가급인지, 메가급인지 확인 또한 필요할 것으로 보입니다. 기가급 이상의 인터넷을 사용하시려면 Cat 5e이상의 랜선을 사용하셔야 합니다. 답변이 되셨으면 좋겠네요. 오늘도 좋은 하루되세요.
Q. 반도체 온도가 올라가면 자유전자가 많아지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.반도체 온도가 올라가면 자유전자가 많아지는 이유가 궁금하시군요. 그 이유를 설명해 드릴게요.일단 전자는 가전자띠(Valence Band) 즉 전자들이 결합 상태로 존재하는 낮은 에너지 상태에서, 전도띠(Conduction Band) 즉 전자들이 자유롭게 움직일 수 있는 높은 에너지 상태로 이동하게 되면 자유전자가 됩니다.반도체의 온도가 증가하며, 열 에너지가 전자들에게 공급되어 가전자띠에서 전도띠로 이동할수 있게 됩니다.따라서 전유전자의 수가 많아지게 되는 거죠.질문 하신것 처럼 온도가 높아지게 되면 열에너지를 흡수해서 전자들이 밴드갭을 뛰어 넘을 에너지가 커진다고 생각 하시면 되겠습니다.도움이 되셨으면 좋겠네요. 오늘도 좋은 하루 되세요.
Q. 순수한 반도체에 불순물을 추가하게 되면 전기저항이 왜 작아지는 건가요??
안녕하세요. 반도체에 대해 궁금한 점이 있으시군요. 순수한 반도체에 불순물을 추가하게 되면 전기저항이 감소하는 이유를 설명해 드릴게요.먼저 순수한 반도체(실리콘, 게르마늄)는 원자가 규칙적으로 배열된 결정 구조를 가지고 있어서 원자들은 공유 결합을 하고 있습니다. 공유결합을 하고 있는 전자는 안정된 상태를 유지하고 있기 때문에 자유롭게 움직일 수 있는 전자가 없다고 보시면 됩니다. 자유전자가 거의 없기 때문에 전기가 통하지 않게 되고 전기가 통하지 않기 때문에 전기저항이 높습니다. 여기서 반도체에 대한 개념이 들어가는데요.불순물 도핑 : 반도체의 전기적 특성을 조절하기 위해 불순물을 추가하는 과정을 도핑(doping)이라고 하고 도핑은 2가지 종류가 있습니다.N형 도핑 : 5가 원소(인, 비소)를 첨가하여 전자의 수를 증가 방법P형 도핑 : 3가 원소(붕소, 알루미늄)를 첨가 하여 전공(hole)의 수를 증가시키는 방법 N형 반도체와 P형 반도체N형 반도체: 5가 원소를 도핑하면, 원자가 실리콘 원자와 결합할 때 결합을 위해 필요한 4개의 전자 외에 추가로 한 개의 전자가 남습니다. 이 남은 전자는 자유롭게 이동할 수 있어 전류를 잘 흐르게 합니다.P형 반도체: 3가 원소를 도핑하면, 결합을 위해 필요한 4개의 전자 중 한 개가 부족하게 되어 전자 구멍(hole)이 생깁니다. 이 구멍도 전류를 흐르게 하는 역할을 합니다.전기저항의 감소불순물을 추가하면 자유 전자(N형) 또는 전자 구멍(P형)이 증가하여 반도체 내에서 전하 운반자가 많아집니다. 이는 전자가 더 쉽게 이동할 수 있는 경로를 제공하여 전기저항이 감소하게 만듭니다.전기저항의 감소는 전류를 잘 흐를수 있게 한다는 개념으로 생각하시면 이해하시기 편리하실듯 합니다. 잘 이해가 되셨는지 모르겠네요. 도움이 되셨길 바랍니다. 감사합니다.
Q. 요즘 제가 전자 부품 구매하는데 있어서 궁금증이 생겼습니다.
안녕하세요. AT128은 ATMEGA128을 말씀 하시는 것 같습니다. 보통 디바이스를 사용할때 온라인 마켓을 자주 사용하실텐데 규모가 큰 온라인 마켓을 사용하시면 부품의 품질에 대한 CoC(Certificate of Conformance, 적합성 인증서)를 요청하실 수 있습니다. 보통아래와 같은 포맷으로 해당 제품에 대한 보증이라고 보시면 될거 같습니다. 전자 부품을 구매하여 사용할때 부품이 정상일 때도 있고 비정상일 경우도 있는 경우는 아래의 내용을 확인해 보시면 될거 같습니다. 신뢰 할 수 있는 부품 업체를 통해 구매 엘레파츠 : https://www.eleparts.co.kr/디지키 : https://www.digikey.kr/마우저 : https://www.mouser.kr/CoC 요청부품의 납땜 상태 확인 : 사용자 작업상의 문제로 동작하지 않는 경우도 있습니다 . 그리고 번외로 ATMEGA128을 외부 발진자 16MHz를 사용하실 경우 아래의 내용도 확인해 보시기 바랍니다.1. 외부 발진자 연결ATMEGA128은 외부 발진자를 연결하여 클럭 소스로 사용할 수 있습니다. 외부 발진자를 연결할 때는 다음 사항을 주의해야 합니다:핀 연결: 외부 발진자의 출력을 XTAL1 핀에 연결합니다. 발진자의 다른 핀은 GND 또는 VCC에 연결해야 합니다.커패시터 사용: 발진자와 함께 적절한 값의 부하 커패시터(보통 10~22pF)를 사용하여 발진 주파수의 안정성을 유지합니다.2. 퓨즈 비트 설정ATMEGA128의 퓨즈 비트 설정을 통해 클럭 소스를 설정할 수 있습니다. 16MHz 외부 발진자를 사용하기 위해서는 퓨즈 비트를 적절히 설정해야 합니다:Low Fuse Byte: CKSEL3...0 비트를 1111로 설정하여 외부 발진자를 선택합니다.Start-up Time: SUT1...0 비트를 설정하여 발진기 시작 시간을 지정합니다. 16MHz 발진자를 사용할 경우 적절한 시작 시간을 선택하여 발진기가 안정적으로 동작하도록 합니다.3. 전원 전압 확인ATMEGA128은 전원 전압에 따라 최대 동작 주파수가 달라집니다. 16MHz에서 안정적으로 동작하려면 최소 4.5V 이상의 전원이 필요합니다. 전원 전압이 낮을 경우 발진자가 불안정하게 동작할 수 있습니다.4. 클럭 안정성16MHz 외부 발진자의 안정성을 확보하기 위해 발진자 주위의 노이즈를 최소화하고, 발진자 및 부하 커패시터를 가능한 PCB에 가까이 배치합니다. 클럭 신호가 안정적이지 않으면 마이크로컨트롤러의 동작이 불안정해질 수 있습니다.5. 회로 설계발진자와 관련된 회로 설계 시 다음을 고려합니다:그라운드 플레인: 발진자 주위에 그라운드 플레인을 두어 노이즈를 최소화합니다.트레이스 길이: 발진자와 마이크로컨트롤러 간의 트레이스 길이를 최소화하여 신호 손실을 줄입니다.데커플링 커패시터: 전원 라인에 데커플링 커패시터를 배치하여 전원 공급의 안정성을 유지합니다.원하는 답변이 되셨을지 모르겠네요. 부디 좋은 결과 있으시길 바랍니다.