06.ハードウェア
ハードウェア
◎電気・電子回路
各種の回路部品を組み合わせて、電気信号を処理するもの。
●線形素子
電圧をかけるとそれに比例する電流の流れる線形特性を持つ素子であり、いわゆる電
気回路理論で扱う素子である。抵抗、コンデンサ、コイル、トランスなど。
●非線形二端子素子
半導体ダイオードで代表されるような非線形特性を持っており、交流から直流を作る
など、異なる周波数間のエネルギー移動を行うことができ、ある種のエネルギー変換
を行うことができる。ダイオードなど。
●三端子素子
主となる二端子と第三の制御電極を持っており、主端子間を流れる電流を第三の電極
にかける電圧により制御することができる。代表格であるＦＥＴやトランジスタなど
の三端子素子は、制御電極にほとんど電流が流れ込まないことから、わずかな電力で
主端子間の大きな電力を制御でき、増幅作用を持っている。
●チャタリング
リレーやスイッチの接点が切り替わった際に、微細で非常に速い機械的振動によって
電気信号がオン・オフの断続を繰り返す現象である。
◎機械・制御
●シーケンス制御（Sequential Control）
あらかじめ定められた順序または手続きに従って制御の各段階を逐次進めていく制御
である。機械装置に行わせる各動作・順序を制御装置に記憶させておいて、一連の目
的動作を実現させるように、運転を進める制御であるといえる。毎日、繰り返されて
いる生活の中でも、シーケンス的な動作対象が多くある。
●ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御
パルス幅変調方式と呼ばれ、直流電源のスイッチのＯＮしている時間とＯＦＦしてい
る時間との割合（デューティー比）で、制御する方式。
◎論理設計
●論理設計手順
○与えられた仕様を真理値表としてまとめる。
○真理値表からそれぞれのアクティビティの論理式を見つけ出す。
○見つけ出した論理式をカルノー図などを使って簡単化する。
○簡単化された論理式にしたがって論理回路を構成する。
○出来上がった装置が間違いなく期待する応答をするかチェックする。
◎構成部品及び要素と実装
●ダイオード
整流作用（電流を一定方向にしか流さない作用）を持つ電子素子。
●ＬＥＤ（Light Emitting Diode）
発光ダイオードともいう。順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子のこと。
●ＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device）
半導体撮像素子。デジタルカメラやビデオカメラに使われており、レンズを通して入
ってきた光を電気信号に変える役割を果たしている。
●ＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）
１つ１つの画素に回路を含むことでたまった電荷をその場で電圧に変換している。
光が当たって発生した電荷が信号に変換され、金属の配線を通じて一気に出口まで伝
わるので、処理速度が速い。
●トランジスタ
増幅、またはスイッチ動作をする半導体素子のこと。
●ＩＣ（Integrated Circuit）
集積回路。特定の複雑な機能を果たすために、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、ダ
イオードなどの素子を集めて基板の上に装着し、各種の機能を持たせた電子回路。
●ＬＳＩ（Large Scale Integration）
ＩＣのうち、素子の集積度が１０００個～１０万個程度のもの。
●ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）
ＩＣのうち、素子の集積度が１０万～１０００万個程度のもの。
◎ＳｏＣ
●ＳｏＣ（System on a Chip）
１つの半導体チップ上に必要とされる一連の機能（システム）を集積する集積回路の
設計手法。
◎ＦＰＧＡ
●ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）
現場（Field）で書き換え可能なＬＳＩ。
※ワンチップマイコンの内臓メモリとしてフラッシュメモリが採用されている理由は
マイコン出荷後もソフトウェアの書換えが可能であるためである。
◎ＭＥＭＳ
●ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）
機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路を一つのシリコン基板、ガラス基
板、有機材料などの上に集積化したデバイスを指す。プロセス上の制約や材料の違い
などにより、機械構造と電子回路が別なチップになる場合があるが、このようなハイ
ブリッドの場合もＭＥＭＳという。
◎消費電力
●消費電力
電気回路において消費された電力のこと。単位はＷ（ワット）。外部出力となった分
以外の電力は、熱に変わるために、発熱の原因となる。
●消費電力量
単位はＷｈ（ワットアワーあるいはワット時）。消費電力量は、消費電力と使用時間
の積で計算する。消費電力量＝消費電力×時間量。