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ともなりあさぶき
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1 集積電子回路 2020 年 10 月 6 日電気電子工学特別講義 Ⅱ 回路の回り道 ~ 歴史ザインエレクトロニクス株式会社源代裕治 yuji.gendai@gunma-u.ac.jp

2 講義について目的回路の気持ちが感じられるエンジニアを目指そう方法歴史から学ぶ先人たちの努力の跡を辿る土台から再構築する先人たちが開拓に用いた足場を取り払う完成した塔から歴史を振り返る高所から歴史的現在を鑑賞する 2

3 講義日程 3 場所 : Zoom オンライン時間 : 火曜 16:00~17:30 第 1 回 2020 年 10 月 6 日 ( 火 ) 回路の歴史先人たちの苦労今に残る混乱第 2 回 2020 年 10 月 13 日 ( 火 ) 回路の理論 1 ( 枠組み ) 回路とは部品 (= 枝 ) の接点 (= 節 ) に電流電位の属性を付与したグラフ Kirchhoff の電流則はその公理 Ohm の法則は法則というより抵抗の定義第 3 回 2020 年 10 月 20 日 ( 火 ) 回路の理論 2 (IV 特性 ) 直線性定理とその系 (Thevenin/Norton) 飛び道具 branch 達第 4 回 2020 年 10 月 27 日 ( 火 ) 回路の理論 3 ( 時間の導入 ) LC という枝属性を記述するために時間が登場する周波数は固有関数のパラメータそして交流理論第 5 回 2020 年 11 月 10 日 ( 火 ) 回路の理論 4 ( 積分変換 ) 固有関数展開と積分変換 ( Laplace 変換, Fourier 変換 ) 交流理論と積分変換の同型対応第 6 回 2020 年 11 月 17 日 ( 火 ) アクティブ素子真空管は人類が初めて手にした能動素子何もかもが初体験トランジスタは勝手違いに手を焼きながらも真空管の経験は生きた第 7 回 2020 年 11 月 24 日 ( 火 ) 基本回路 ( 動作点の設定 ) 差動対 + カレントミラー IC

4 注意事項源代担当分の成績は出席と最終レポートで決めます毎回簡単なレポート課題を出してメールにて返信してもらう予定ですその内容は成績に反映しません返信があったかどうかのみが成績に反映されます各メールに必ず返信します返信がなければ催促ください小林研のホームページでも忘れずに出席を入力してください疑問や質問がありましたらそのメールに入れてください講義中に Zoom で質問されても構いませんが私自身慣れていないところがありますその場でうまく対処できなくて別途メールにて質問という形をお願いするかも知れません最終レポートの課題は第 4 回講義終了後提示する予定です ( 講義の進捗により提示が送れるかも知れません ) 最終講義時にも再度題意を説明しますが追加でレポートが必要になる訳ではありません最終レポートも提出することが重要ですがこちらはその内容も成績評価に反映します WEB の講義資料は講義で用いるものとほぼ同じですが各回の区切りとは対応していません講義の進捗に応じて予定回からずれることが想定されます合わせて一連の講義ですのでできるだけ全部聴講ください講義資料は現状のものを全て上げてもらっていますただし例年講義の進捗に伴い加筆修正が発生しています最終講義の後に今年度分の講義資料が確定しますもっともどのみち大改修は出来ないので多少違う版を用いても講義を追うのに困難はないと思います 4

5 素朴な疑問電気って何ですか? 似たような単語に電流電子電荷などがあるそれらとは違うものだろうか? 幾多の先人たちの苦闘があり既に多くの事が理解されているが this big question には lots of answers, some are very long がある先人が見出した答えを理解するだけで人生の多くを使わねばならないしかも先人たちが探求のために作った足場がまだ至る所に残っている完全に整理される見込みは殆どない跡を辿る者も楽ではないそんな体験からはもはや未知の事柄は残っていないと思うのも当然であるこの認識は正しいだろうか? 5

群盲象を撫でる群盲象を評すとも言うジャイナ教の伝承では 6 人の盲人がゾウに触れることでそれが何だと思うか問われる形になっている足を触った盲人は柱のようですと答えた尾を触った盲人は綱のようですと答えた鼻を触った盲人は木の枝のようですと答えた耳を触った盲人は扇のようですと答えた腹を触った盲人は壁のようですと答えた牙を触った盲人はパイプのようですと答えた

6 群盲象を撫でる群盲象を評すとも言うジャイナ教の伝承では 6 人の盲人がゾウに触れることでそれが何だと思うか問われる形になっている足を触った盲人は柱のようですと答えた尾を触った盲人は綱のようですと答えた鼻を触った盲人は木の枝のようですと答えた耳を触った盲人は扇のようですと答えた腹を触った盲人は壁のようですと答えた牙を触った盲人はパイプのようですと答えたそれを聞いた王は答えたあなた方は皆正しいあなた方の話が食い違っているのはあなた方がゾウの異なる部分を触っているからですゾウはあなた方の言う特徴を全て備えているのですと他異説多数 (by Wikipedia) 6

Andrew John Wiles Perhaps I could best describe my experience of doing mathematics in terms of entering a dark mansion. One goes into the first room, and it s dark, completely dark.

7 Andrew John Wiles Perhaps I could best describe my experience of doing mathematics in terms of entering a dark mansion. One goes into the first room, and it s dark, completely dark. One stumbles around bumping into the furniture, and gradually, you learn where each piece of furniture is, and finally, after six months or so, you find the light switch. You turn it on, and suddenly, it s all illuminated. You can see exactly where you were. [Quoted from Did earlier thoughts inspire Grothendieck? by Frans Oort, who refers to the BBC documentary by S. Singh and John Lynch: Fermat s Last Theorem. Horizon, BBC 1996.] ticle /british-mathematician-sir- Andrew-Wiles-gets-Abel-math-prize.html 7

8 私の電気史観 (19 世紀 ) 何年かに及ぶイベントの表示にはブレが避けられないライデン瓶 (Leyden vial) による蓄電 1752 フランクリン (Franklin) の凧雷電ビン? Ewald Georg von Kleist と Pieter van Musschenbroek が独立に発見したと言われているクーロン (Coulomb) の実験 1799 ボルタ電池 (Voltaic pile) Coulomb に先立ち Henry Cavendish が導球中で電荷力が消えることから逆二乗則を確かめている (1773) この頃の電気研究には Newton 力学からの類推に頼る所が大きいアンペールの法則 (Ampere's law) 1826 オームの法則 (Ohm's law) 1831 ファラデーの電磁誘導則 (Faraday's law) 1845 キルヒホッフの法則 (Kirchhoff's laws) William Thomson が電信方程式で貢献 1858 大西洋横断海底ケーブル施設 (1ヶ月の短命本格完成は1866 年になってから ) 1865 マックススウェル (Maxwell) 電磁場の法則を定式化 StokesはMaxwellの先生 RouthはMaxwell 1882 エジソン効果の発見 (Edison Effect) のライバル 1883 テブナンの定理 (Thevenin's law) 発表 1885 ヘビサイド (Heaviside) ベクトル記法を用いたMaxwell 方程式の定式化 1887 ヘルツ (Herz) の電波実験 1893 ケネリー (Kennelly) 複素インピーダンスの概念を提案 1897 スタインメッツ (Steinmetz) 交流理論を出版 1882 ドイツの大学に Electrical Engineering (EE) 部門が設立される 1899 ヒルベルト (Hilbert) 幾何学基礎論初版

9 私の電気史観 (20 世紀前半 ) マルコーニ (Marconi) の無線電信大西洋を越える 1904 フレミング (Fleming) の2 極管 (Thermionic Valve) 発明 1907 ドフォレスト (deforest) の三極管 (Audion) 発明公開 1913 ラングミュア (Langmuir) 空間電荷効果理論真空管の動作原理 1916 ハートレー (Hartley) の三極管発振回路発明公開 1918 アームストロング (Armstrong) のスーパーヘテロダイン発明公開この頃 Colpitts らにより信号増幅変調などの基本回路技術が確立してゆく 1926 ノートンの定理発表 (Norton's law) 1927 ブラック (Black) 負帰還増幅器をひらめく電子計算機 ENIAC 稼働点接触トランジスタの発明接合型トランジスタの発明 1956 愛媛県新居浜市に生まれる 1958 集積回路の発明 (Kilby with TI) 1959 シリコンプレーナー ICの開発 (Noyce with Fairchild) 9

10 私の電気史観 (20 世紀後半 ~ 現在 ) DEC PDP-1( ミニコン ) 発売 IBM System 360 発表 1965 μa709 OPAmp (Bob Widlar with Fairchild) 1965 ムーアの法則発表 (Moore's Law) 1968 CMOS-IC 発表 (RCA) 1971 Intel 4004 発表 1973 Spice1 公開 1970 文部省認定ラジオ技術講座第 1 部修了 1971 同第 2 部修了交流理論を学ぶ 1977 Gray & Mayer, "Analysis and Design of Analog Integrated Circuits" 航空学修士 ( 東京大学大学院 ) 日立製作所にてコンピュータの論理設計ソニーにて ADC リードチャネルイメージセンサなどの開発に従事 Razavi, "Desing of Analog CMOS Integrated Circuits" 2012 ADC 研究で学位 ( 東工大松澤先生に師事 ) 注 : 年代スケールは前頁の2 倍ザインにて回路開発に従事

11 夏休みの宿題工作 1968 クリスタルマイクがスピーカーにもなると聞き糸電話の代わりに使うことを考案した出来るだけ長い距離で通信しようと電気屋さんで抵抗が出来るだけ少ない電線と言って購入したこれを小学 6 年の時の夏休みの宿題として提出した ( 写真はないがこんな感じ ) 糸電話みたいに紙の筒を付けてちゃんと会話が出来る程度には明瞭であった出力インピーダンスなんて存在すら想像できなかった 10m の電源コード 11

デパートで初めて電卓を見て驚く 1969 頃当時見た機種とは違うと思うが雰囲気はこんな感じだったカシオなんて聞いたこともない会社だったテンキーを押すたびに数字が一桁ずつ動いて行くのが不思議であった当時知っていたのは電池とスイッチの直列接続並列接続だけだったのでいくら考えても動作が説明できなかった全桁 0 であることに注目すぐ後に電卓の価格競争が起き毎年 1/2

12 デパートで初めて電卓を見て驚く 1969 頃当時見た機種とは違うと思うが雰囲気はこんな感じだったカシオなんて聞いたこともない会社だったテンキーを押すたびに数字が一桁ずつ動いて行くのが不思議であった当時知っていたのは電池とスイッチの直列接続並列接続だけだったのでいくら考えても動作が説明できなかった全桁 0 であることに注目すぐ後に電卓の価格競争が起き毎年 1/2 くらいで値下がりした結果高校生になってから (1974 年 ) お年玉でカシオの電卓を買うことが出来たそれまで 30 分は掛かっていた気体の状態方程式の問題が 1 分も掛けずに解けるようになったので感動した 1968 年 12 月 1 日に発売された東芝最初の MOS 型 IC を搭載した電卓当時の価格は 190,000 円 12

13 エレキットで遊ぶ 1970 頃中学に入った頃のことだと思うがお年玉を全部使ってエレキットを買った見本の回路を組むくらいの事しかできなかったがこれで回路図記号を覚えたスプリングに挟む配線がよく接触不良を起こし回路図通りには動かないことがあったこれを購入したしばらくたって電子ブロックが発売になりそのスマートさに憧れたものである写真はヤフオクに出ていたマイキット 100 私のはプラスチックケースだったが内容は同じものだろう 13

文部省認定ラジオ技術講座 1970 電気は通信教育で勉強した使った教科書は手元にないので左は WEB で入手した写真である真空管からトランジスタへ移行する時期であったが内容の殆どは真空管回路である中学 1 年の時に第 1 部中学 2 年で第 2 部を修了したそれぞれ 6 巻からなる宣伝によると第 1 部で回路動作が理解できるようになり第 2 部で設計が出来るようになる

14 文部省認定ラジオ技術講座 1970 電気は通信教育で勉強した使った教科書は手元にないので左は WEB で入手した写真である真空管からトランジスタへ移行する時期であったが内容の殆どは真空管回路である中学 1 年の時に第 1 部中学 2 年で第 2 部を修了したそれぞれ 6 巻からなる宣伝によると第 1 部で回路動作が理解できるようになり第 2 部で設計が出来るようになるとのことだった回路の理解には苦しんだので早く第 2 部に行って回路が作れるようになりたいそうすればこんな苦労はしなくて良いのにと思ったものだ今でいう回路の自動合成みたいなことを想像していたのだが実際には単に回路定数の計算法を習っただけで回路トポロジーを作り出す話はどこにもなかった当たり前か第 1 部は一新されて新字体になっていたが第 2 部は受講者数も少なくまだ旧字体のままで読みづらかったそれでも第 2 部で習った交流理論や回路理論が自分の技術の基礎になっている有難いことである 14

15 データベースマシンの設計 1988 データベースプロセッサ RINDA 論理設計者 4 人で設計構想から納品まで 10 ヶ月の短期開発プロジェクトだった ROP ROP メモリホスト計算機キー抽出 / 出力編集ブロックふるい落としブロックソートブロックビットアレイ領域タプル格納領域キー格納領域 15

16 コンバータ屋としての初仕事 1989 頃 Cx-PAL Vol.12 p.20, Apr 時代は CMOS になりつつあったが再びバイポーラに戻りさらに 10 年ほど世の中から遅れることになった 16

17 参考文献 1-1 高橋利衛, 基礎工学セミナー : 量の理論 / 現象の論理と法則の構造をめぐる討論, 現代数学社, 高橋利衛, 図説基礎工学対話 : どのようにして量は捉えられたかその歴史と論理と人物と, 現代数学社, Bob Pease, "Focus on: Bob Pease on Analog," Vol. 1 and Vol. 2 ase_ebook_vol._1, from '90s or so. Jim Williams, "Analog Circuit Design: Art, Science, and Personalities," Butterworth-Heinemann, Jim Williams, "The Art and Science of Analog Circuit Design," Butterworth-Heinemann, 松本栄寿, " 計測ミュージアム," 太田浩一, " マクスウェルの渦アインシュタインの時計," 東京大学出版会, 菊池誠, 若きエンジニアへの手紙, 工学図書, AT&T Bell Laboratories, A History of Engineering and Science in the Bell Systems, Transmission Technology( ), Franco Maloberti and Anthony C. Davies, "A Short History of Circuits and Systems," River Publishers,

18 参考文献 1-2 Gustav Kirchhoff, translated by J. B. O Tool, "On the Solution of the Equations Obtained from the Investigation of the Linear Distribution of Galvanic Currents," IRE Trans. of Circuit Theory, Vol.5, Issue 1, pp. 4-7, March, An English translation is given of Kirchhoff's classic paper in Herold S. Black, "Inventing the negative feedback amplifier--six years of persistent search helped the author conceive the idea in a flash aboard the old Lackawanna Ferry," IEEE Spectrum, pp , Dec William Shockley, "The path to the conception of the junction transistor," IEEE Tran. Electron Devices, Vol. ED-23, No. 7, pp , July

19 ハルロック西餅による日本の漫画作品電子工作女子大生今まで見たこともないマンガと銘打ちかつて分解魔ドライバー少女と言われたはるちゃんが電子工作で活躍する内容となっている作中に出てくる猫ツイッターは実際に作成され Maker Faire Tokyo 2014 へ出展された 19

20 ライデン瓶 (Leyden jar) 1746 ほんの少しではあるがともかく電気を蓄えられるようになった 20

Franklin's kite experiment 1752 年 6 月この実験には疑義がとなえられているがいずれにしても電気研究に対するフランクリンの貢献は大きい 21 https://s3-ap-southeast-2.amazonaws.

21 Franklin's kite experiment 1752 年 6 月この実験には疑義がとなえられているがいずれにしても電気研究に対するフランクリンの貢献は大きい 21 _assets/pictures/162/content_201803_kitamura_photo4.jpg

Coulomb s torsion balance( ねじれ秤 ) 1785 Coulomb は 1785 年自身の考案したねじれ秤を用い静電気力が距離の自乗に反比例するとするレポートを発表した glass tube (65cm height) silver filament https://www.teylersmuseum.

5cm) 22 The left diagram was originally included in Coulomb s memoir (finally published in 1788) Martínez, Replication of Coulomb s Torsion Balance Experiment https://www.google.

22 Coulomb s torsion balance( ねじれ秤 ) 1785 Coulomb は 1785 年自身の考案したねじれ秤を用い静電気力が距離の自乗に反比例するとするレポートを発表した glass tube (65cm height) silver filament collection/instruments/fk electrometer-coulomb-balance glass cylinder (32.5cm) 22 The left diagram was originally included in Coulomb s memoir (finally published in 1788) Martínez, Replication of Coulomb s Torsion Balance Experiment &uact=8&ved=2ahukewjgwem84qdlahwydd4khzgac4uqfjaaegqiarac&url=htt p%3a%2f%2fwww.scienzadellecostruzioni.co.uk%2fdocumenti%2freplication% 2520of%2520Coulomb%25E2%2580%2599s%2520Torsion%2520Balance.pdf&us g=aovvaw0yhxfciqza57lqxgtnoyod

ボルタ電池の貢献を高く評価している銅と亜鉛を用いたボルタ電池の仕組み Wikipedia 23 Franco Maloberti and Anthony

23 Voltaic pile ボルタ電池の復元模型 1799 一定の電圧を連続して取り出せるようになったことで電気に対する人類の理解が一気に進むようになったその貢献は必ずしも史実として確立している訳ではないかも知れないが電気の歴史ここに始まると言っても過言ではない発明であろう左に引用した資料でもボルタ電池の貢献を高く評価している銅と亜鉛を用いたボルタ電池の仕組み Wikipedia 23 Franco Maloberti and Anthony C. Davies (Editors) "A Short History of Circuits and Systems," River Publishers, 2016

Ampère table 1820 電流が方位磁石を動かすというエルステッド (Øersted) の実験を聞いたアンペールは直ちに精密な実験に取り掛かり電流の磁気作用を定式化した今日 Ampere's law として Maxwell 方程式の一部となっている法則はその後 Maxwell

24 Ampère table 1820 電流が方位磁石を動かすというエルステッド (Øersted) の実験を聞いたアンペールは直ちに精密な実験に取り掛かり電流の磁気作用を定式化した今日 Ampere's law として Maxwell 方程式の一部となっている法則はその後 Maxwell により整備された形式で Ampere が発見した法則と等価ではない Franco Maloberti and Anthony C. Davies (Editors) "A Short History of Circuits and Systems," River Publishers,

25 Ohm の実験 1826 ねじり秤電流は磁界の強さに変換されそのトルクを顕微鏡で計測した Volta 電池の内部抵抗が大きかったので代わりの電圧源として熱電対が使われている John C. Shedd and Mayo D. Hershey,"The History of Ohm's Law", Popular Science, December 1913, pages , Bonnier Corporation 25

Faraday の実験 1831 Ampere の法則に触発されて磁界が電流を作るのではないかと考えた Faraday だがいくら強力な磁場を作っても電流は検出されなかったある日実験器具を片づけようとバッテリーを外した瞬間検流計の針がピクリと動いたことに気が付いた ( 出展不明 ) small coil of wire galvanometer

26 Faraday の実験 1831 Ampere の法則に触発されて磁界が電流を作るのではないかと考えた Faraday だがいくら強力な磁場を作っても電流は検出されなかったある日実験器具を片づけようとバッテリーを外した瞬間検流計の針がピクリと動いたことに気が付いた ( 出展不明 ) small coil of wire galvanometer large coil liquid battery Arthur William Poyser, "Magnetism and Electricity: A Manual for Students in Advanced Classes," Longmans, Green, & Co., New York, p.285, fig.248,

27 大西洋横断海底ケーブル 1858 大西洋横断海底ケーブルの敷設の試み U.S.S. Niagara モールス符号は既に広く使われていた 99 語 /16.5 時間 27 Map showing the position of the cable from London to New York 伝送線路の理論はまだ無かった

28 Maxwell 電気磁気論考 1873 初版 1879 没享年 48 歳 1881 第 2 版 Maxwell が作業中だった改訂版を W.D.Niven が完成させた 1891 第 3 版 J.J.Thomson に依る Dover から入手できるのはこの版序文には Maxwell 以降の進歩を反映しようとすると別の本になってしまうので断念した旨の記載がある Dover 版 Vol.1 の表紙文字が橙の Vol.2 がある 28

29 Edison 効果の特許 1883 電極の整流作用ではなく発光量に比例する効果を利用したとする発明である ( 現象そのものは特許にならない ) 好適にはプラチナ板に正の電圧をかけるとの記載があるが図からは読み取れない実際には動作しなかったそうである磁界発生器がコイルになっているようだ Ohm の時代から大幅に感度アップしている筈である galvanometor フィラメントの内側に電極があった明細書内では何処にあっても良いと書いてある T. A. Edison, "Electrical Indicator," US Patent No , Patented Oct. 21,

30 Hertz の電波実験 1887 こんな装置で 2m の伝送を確認した送信側のギャップは 3/4cm 火花は顕微鏡で観察した実際に用いられたのはライデン瓶で数万 V をかけていた es/cscie129/nu_lectures/lecture6/he rtz/hertz_exp.html 両端に直径 30cm の金属球 3m ヘルツの手紙には一辺 75cm の正方形と記載されている発生周波数は 60MHz から 500MHz と推定されている 30

31 Marconi の無線送信機 1901 The Marconi Company transmitter at Poldhu, Cornwall, Circa 1901 spark gap 高圧危険の掲示片極が地面になっている 31

32 Marconi の無線受信機 Marconi's version of the coherer. A-B=evacuated glass tube; T-T=platinum terminal wires; P-P=silvered beveled plugs; S= side tube for evacuation. Adapted from "A History Of The Marconi Company", by W.J. Baker, Methuen (1970). 32

敵艦見ゆ 1905 年日本海海戦 ( 日露戦争 ) ロシアのバルチック艦隊発見は無線電信で連絡された明治 36 年 (1902 年 ) 頃東京芝に逓信学校がありましてね教室の正面には電気とは不可思議なるもの也と書いた額があがっていましたよ https://www.google.co.jp/search?

33 敵艦見ゆ 1905 年日本海海戦 ( 日露戦争 ) ロシアのバルチック艦隊発見は無線電信で連絡された明治 36 年 (1902 年 ) 頃東京芝に逓信学校がありましてね教室の正面には電気とは不可思議なるもの也と書いた額があがっていましたよ %BC%E3%83%AB%E3%82%B9&oq=%E6%95%B5%E8%89%A6%E8%A6%8B%E3%82%86+%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%82%B9&gs_l=psyab.3..0i30k j c.1j4.64.psyab j35i39k1j0i4k1j0i4i37k1j0i4i30k1j0i13i30k1.110.rIByLqUTkh k 同調回路になっていないことに注目日本の商船の電気技術史について ( 明治以前から第 2 次世界大戦終了 ( 昭和 20 年 ) まで ) 第 8 章 tps%3a%2f%2fwww.jasnaoe.or.jp%2fzousen-siryoukan%2f2013%2f ootani%2footani-07.pdf&usg=aovvaw0kq1c-ligx6owsrtitfaza 33

34 真空管の発明 Flemingの2 極管 signal DeForestのAudion アンテナ indicating device DeForest の発明はもともと Fleming の特許を回避するために工夫されたプレート検波みたいな動作であろうか明細書中には増幅するとの記載があるが 3 極管とは違いグリッドがプレートの反対側に配置されている発明家 DeForest は Armstrong らによって開拓された 3 極管理論は最後まで理解できなかったのではないかと言われている J. A. Fleming, "Instrument for Converting Alternating Electric Currents into Continuous Currents," US Patent Number 803,684, patented Nov. 7, 1905 L. De Forest, "Device for Amplifying Feeble Electrical Currents," US Patent No. 841,387, patented Jan. 15,

負帰還のアイデア 1927 1927年8月6日通勤のためいつものように Hadson側を渡る船に乗っていたBlackはずっと考えていたアンプのゲイン変動を抑える方法を思いついたその時に手元にあったNew York Timesにアイデアを記したのが左図である

att.com/playvideo.cfm/2012/6/27/at&t-archivesnegative-feedback-amplifier なども参考になるかもしれない 35 Herold S.

35 負帰還のアイデア年8月6日通勤のためいつものように Hadson側を渡る船に乗っていたBlackはずっと考えていたアンプのゲイン変動を抑える方法を思いついたその時に手元にあったNew York Timesにアイデアを記したのが左図である負帰還のアイデアは回路を不安定にすることで当時すでに知られていたそのため直ちに受け入れられた訳ではない Bell研の同僚であるBodeやNyquistなどによる理論解析や普及に対する努力により次第に広く受け入れられるようになったなども参考になるかもしれない 35 Herold S. Black, "Inventing the negative feedback amplifier--six years of persistent search helped the author conceive the idea in a flash aboard the old Lackawanna Ferry," IEEE Spectrum, pp , Dec. 1977

36 ENIAC 1946 真空管抵抗コンデンサ 17,468 本 70k 個 10k 個消費電力 150 kw サイズ 24m 0.9m 2.5m 重量 30 t Glen Beck 当初より故障率が懸念されていたが真空管が週に 2~ 3 本壊れる程度で稼働率は 90% を超えていた Betty Snyder U.S. Army Photo 36

37 トランジスタの父達 1948 John Bardeen Walter H. Brattain William Shockley 37

38 トランジスタの祖父 10 年間成果の出ない Shockley を支え続けた Mervin Joe Kelly ( ) 38

39 最初のトランジスタ 1947 年 12 月 23 日に発明された最初のトランジスタ ( 複製品 ) Emitter Collector I E I C Base I B I B の β 倍が I C になるという電流増幅素子である 39

(1960) Robert Noyce の発明は Fairchild で開発されたばかりのプレーナー技術を用いて分離された素子ばかりでなく

40 IC の発明 Texas Instruments Type 502 Bistable Multivibrator Solid Circuit (1960) Jack Kilby の発明は個別チップを金線で接続するというものであった Fairchild Semiconductor Type F flip-flop (1960) Robert Noyce の発明は Fairchild で開発されたばかりのプレーナー技術を用いて分離された素子ばかりでなく配線も一つのダイに作り上げるものであった現在につながる IC 技術である 40

41 Planar 技術 B C E ダイオード接合 Tr を電流が流れる向きに図式化すると上図のようになるこのときベース厚が薄い程性能の良い Tr になるがどうやってベース電極をつなぐかという問題が生じるこの課題に対する final answer が planar technology であるトランジスタ B E C 1.5 mm E B C 41

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PowerPoint プレゼンテーション集積電子回路 2018 年 10 月 23 日回路を考える第 1 回歴史と今 --- 先人たちの苦闘今に残る混乱ザインエレクトロニクス株式会社源代裕治 gendai-yuji@thine.co.jp 講義について目的回路に親しむ回路の気持ちが感じられるエンジニアになる方法歴史から学ぶ先人たちの努力の跡をたどる基礎を再検討する分かっているつもりの事も考え直す経験を積む自分で考える