오늘 끝나면
전기를 길들이다
- ✓전기를 길들이다의 핵심 문제를 한 문장으로 설명한다
- ✓오른쪽 실습에서 전기를이 어떻게 움직이는지 관찰한다
- ✓다음 강의와 이어지는 한계를 말할 수 있다
실습 미션
전압·전류·저항·커패시터 — 빠른 스위치를 만들기 전에 전기를 눈으로 이해한다 이 문장이 실제로 무슨 뜻인지 실습에서 한 번 손으로 확인한다.
성공 조건
- □실습의 기본값을 먼저 관찰
- □입력값이나 모드를 한 번 이상 바꿔 결과 비교
- □왜 결과가 바뀌었는지 한 문장으로 설명
05 · 전기 기초
전기를
길들이다
0과 1로 생각하는 법은 배웠다. 그런데 그 0과 1은 무엇으로 만드나. 답은 전기다. 트랜지스터로 가기 전에 전기부터 다룬다.
왜 하필 전기였을까
생각하는 기계는 켜고 끄기를 무한히 반복한다.
1초에 수백만 번을 해야 한다. 물이나 기어로는 너무 느리다.
그래서 전기를 쓴다. 빛의 속도로 켜고 끌 수 있다.
문제는 전기가 눈에 보이지 않는다는 것이다. 다들 여기서 막힌다.
그래서 이번 편의 목표는 전기를 눈에 보이게 만드는 것이다.
필요한 건 딱 셋
V 전압은 미는 힘이다. I 전류는 흐르는 양이다. R 저항은 통로가 얼마나 좁은지를 나타낸다.
관계는 한 줄로 정리된다. V = I · R. 이게 전부다.
전하를 담는 그릇, 그리고 RC
커패시터는 전하를 잠깐 담는 그릇이다.
저항이라는 좁은 통로로 그릇을 채우고 비운다.
얼마나 빨리 차는지를 정하는 값이 RC 시정수 τ = R · C다.
1τ에 63%까지 찬다. 곡선은 지수 모양이다.
오른쪽에서 R과 C를 바꿔본다. 곡선 기울기가 달라진다. 충전과 방전도 토글할 수 있다.
다 차면 전류(파란 점)는 스스로 멈춘다.
이 곡선은 기억해 두자. 뒤에서 DRAM으로 다시 나온다.
왜 0과 1만 쓰나
전압은 원래 연속값이다. 그런데 굳이 0과 1 두 값으로만 읽기로 약속한다.
왜 그럴까. 잡음에 강해지기 위해서다.
아래는 0, 위는 1, 가운데는 무시한다고 못을 박는다.
그러면 노이즈가 조금 껴도 의미가 흔들리지 않는다. 이 여유분이 노이즈 마진이다.
디지털이 아날로그보다 멀리, 그리고 정확하게 가는 이유다.
위아래 여유분이 넉넉할수록 잡음에 강하다
면접·세특에서 이렇게 씁니다
🎯 면접
Q. “DRAM은 왜 전원을 켜둬도 계속 전기를 먹나요?”
A. DRAM 한 칸은 작은 커패시터 그릇이다.
전하가 샌다. 사라지기 전에 계속 다시 채운다(리프레시).
다시 채우는 데 전력이 든다.
방금 본 방전 곡선 때문이라고 답하면 된다.
📝 세특 소재
- RC 시정수로 본 DRAM 리프레시. 회로(물리)와 메모리(정보)를 융합한 주제다.
- 디지털이 왜 더 정확한가. 노이즈 마진으로 발표한다.
핵심은 암기가 아니라 원리로 이해한다는 인상을 주는 것이다.
“DRAM은 왜 전원을 켜둬도 계속 전기를 먹나요?”
작은 커패시터 그릇이라 전하가 샌다. 사라지기 전에 계속 다시 채운다(리프레시). 그 채우는 데 전력이 드는데, 바로 그 RC 방전 곡선 때문이다.