조회 수: 84, 2015-07-21 22:44:13(2015-07-19)
저의 경험을 중심으로 -----
초기 진공관은 DHT -Directly Heated Triode- 였습니다. (예-300B)
진공관이란 새로운 시대가 열리자 전세계의 최고 두뇌들이 미국으로 몰려와서 DHT 로 시작한 진공관 개량/개발이 시작 됐습니다. Direct Heating 은 원통형 Cathode 속에 전기적으로 절연해서 Heater 를 설치한 Indirect 가열 방식으로 -- 3극관 은 Grid 를 더 추가해서 4 극, 5 극, Beam 관으로 발전했습니다. 여기에 따라온 전기적 부작용도 모두 해결했습니다.
"개량, 개발, 발전"이란 전보다 더 좋은 것을 만드러 냈슬때 붙일수있는 표현입니다, 전 보다 못하면 바로 내버려집니다.
300B 가 그렇게 좋은 특성이였다면 이 300B 를 개발한 "두뇌" 들이 어째서 3극관을 버리고 Audio 출력관용으로는 6L6 6V6 6F6 -- 을 더 나아가서 6550 (KT88) 들을 수없이 개발해 냈을까요? Filament 형 진공관은 전지용이나 특수용도 외에는 제조 한 것이 없습니다.
다극관은 3 극관 특성도 가능 하고 UL회로기술 등으 로 3 극관보다 더 낮은 THD 특성도 가능해 졌습니다. Amp의 특성이 좋아지면서 THD 5% 이내의 Hi Fi 개념이 도입되고 LP 에 Stereo 녹음술도 개발해서 2 channel 방식이 정착했습니다.
Tr -반도체시대가 오자 Audio 업계는 서로 다투어 새로나오는 Power Transistor 응용에 기술력을 집중했습니다. 진공관으로는 어려웠던 제품 기기가 쉽게 만드러지면서 새로운 고급 음향제품 시장이 열리게 돼였습니다.
특히 제가 Motorola 에서 개발한 Power Transistor Complementary pair (NPN 하고 PNP) 는Audio Amp 출력단 구성에 획기적인 발전을 갖어 왔습니다.
( 진공관에는 Complementary 회로가 없습니다. Plate 가 "-" negative 로 동작 불가 - 즉 "+" 전자라는 것은 없슴)
저는 이들에게 새로 개발한 Power Transister 를 공급하는 역할을 하면서 새로운 반도체 Amp 개발의 선봉에 있엇습니다.
때는 1960년대 초기 -- Color TV -- 진공관시대의 종말
---------------전에 올렸던글 입니다----------------
저의 박사학위 논문 - "Solid State Diffusion "의 이론 해석- 이 인정 받아서 세계 최대 반도체 제조회사 Motorola (Phoenix Arizona) 에 특채로 입사 했습니다. 이회사 CEO 인 Les Hogan 박사는 Bell Lab. Harvard 대 교수 를 거첬고
이분이 반도체 이론의 대가 I.A. Lesk 박사를 연구소 소장으로 영입 했습니다. 이분의 첫번째 특채가 저 입니다.
저의 직책은 새 Transistor 개발입니다. 새로 개발됀 Transistor는 Application Lab 로 넘어가서 Application Note 와 동시에 2N xxxx 이름이 등록 됩니다. 2N2222 (NPN), 2N2907(PNP) --- 저의 개발품 입니다. 이들의 배경 이야기도 기회 있스면 올리겠습니다. (한번은 CES show 에서 2N2222 를 개발 했다는 사람을 만났습니다.)
3,500명이 일하는 반도체 제조회사에 박사학위 보유자가 3 명이 있슬 때입니다. 반도체는 "신뢰도가 나빠서 못쓰겠다. 진공관하고는 비교도 않됀다" 매일 Application Lab 의 잠꼬대식 불평의 연속 입니다. 저의 대답은 항상 똑 같습니다. "반도체 특성을 몰라서 오는 문제다"
문제가 심각해지자 회사 CEO 방에서 대책회의가 열렸습니다. 반도체 회사가 반도체 포기하고 진공관으로 돌아갈 수는 없습니다. 제가 Application Lab Engineer 들의 재 교육을 떠 맡았습니다. 이들은 전국에서 모여든 전자회로 Application 의 명실공히 대가들 입니다. 일직히 진공관의 사양화를 알고 반도체 회사로 직장을 옮기는데 성공한 행운의 몇 안돼는 재주꾼 이기도 합니다. 반도체가 없던 시대의 대가들로 반도체 경험이 있슬수가 없습니다.
이중에서 고참 Ham 출신이고 나이가 좀 드신분으로 진공관 역사의 백과사전격인 Charlie I' anson 이란 분하고 가까워 졌습니다. 이분 한테서 진공관 관련역사 지금까지의 산업계 인맥등 많은 것들을 듣고 알게 됐습니다.
이때 저는 아직 30 세 전이라서 이들은 모두 할아버지 뻘로 보였습니다. 이들은 저를 아무것도 모르는 애 취급을했고 동양놈이 박사학위 하나따서 사장 빽으로 들어온 걸로 알고 있었습니다. 재 교육 하면서 저 역시 이때 진공관에 대해서 많은 것을 배웠습니다.
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Color TV 가 혁명의 주 원인이였습니다
현존하는 진공관으로는 Color TV 양산은 불가능 하다는 결론이 났기 때문 입니다.
1) 많은수의 6.3V 진공관 Heater 의 병열연결은 대 전류에 의한 접촉불량/파괴가 생기고
2) 예열시간이 모두 다르다 보니 TV 를 켜도 곧 화면이 안나옵니다.
3) 진공관의 초기 특성변동 (Aging 현상) 도 문제로 잘나오던 화면도 몇시간 - 몇일이 못가서 흐트러 집니다.
한편으로는 공장에서 진공관의 특성 선별도 큰 골치거리 였다고 합니다.
초기 Aging 없이 새 진공관 30여개를 꽂으면 99% 그림이 안나온다는 것입니다.
TV 한대 조정하는데 진공관을 여러개 대체하고 적어도 진공관당 안전동작에 5-10분은 기다려야 해서 전문 Technician 도 3-4 시간이 걸렸다고 합니다.
그 당시의 가전 업계상황
Color TV 를 먼저 출하하는 회사가 가전업계를 주도하게 됍니다.
A 전원 -- Heater 회로에 새로운 개념의 진공관 개발이 필수 입니다.
지금까지의 6.3V 정전압관을 버리고 600ma-450ma 정전류 관을 만드러
Heater 는 모두 직열로 해서 115V AC 전원으로 해결 하도록 합니다.
가능한 한 모두 복합관으로 해서 진공관 수를 줄입니다. 진공관 불량율이 진공관수의 제곱에 비례 했습니다.
기술적으로는 큰 문제는 없고 Color TV 전용관을 설계하는 Engineering 과 막대한 투자로 새 재료를 사용한 생산 Line 을 설치해야 합니다.
대부분의 진공관 제조업계는 진공관 사양화는 기정 사실로 받아 드려지고 똑똑한 Engineer 는 모두 신생 반도체 업계로 직장을 옮겼습니다. 남은 사람들은 거의 유통기간이 끝나가는 나이든 경영층 이였습니다.
이와는 대조적으로 반도체 업계는 눈부신 발전의 연속입니다.
Portable AM-FM Transistor Radio 는 이미 일본 Sony 가 미국 시장에 처들어오고 모든 Audio 는 Pro 민생 가리지않고 신제품이 쏟아저 나올 때 입니다. 진공관은 곧 죽을 운명 이라는 것은 모두가 잘 알고 있습니다.
그러나 반도체로는 아직 Color TV 는 손을 못대고 있었습니다.
Horizontal seep 출력관을 대체할 1,500V 짜리 Power Transistor 를 못 만듭니다.
이 개발은 저의 소관 입니다. 몇10V 로 동작하는 Power Transistor는 얼마던지 만듭니다.
기술적으로 설명하면 높은 Collector 전압을 유지 할려면 Reverse Bias Collector PN junction 의 Depletion Layer 가 고전압에서 굉장이 넓어지는데 여기에 하나라도 Silicon 결정체 구조에 결함이 있으면 고압유지가 안돼고 Breakdown 이 일어 납니다. Bulk 뿐만 아나고 Surface Passivation 도 쉽지는 않았습니다.
그 당시의 기술로는 그 이상 더 고순도의 무결함 Silicon은 생산 불가능 했고 이론적으로 1,000V 가 Silicon 제조의 한계라는 말도 나왔습니다. 즉 1,500V 는 반도체로는 불가능 하다는 이론적 근거입니다. 심지어 반도체 회사에서도 Horizontal Sweep Tube 를 쓰자는 Hybrid Color TV 안이 나왔습니다.
고전압 Transistor 를 만들어 보면 대부분이 500V 에서 Breakdown 이 일어나고 몇천개중에 한두개가 1,000V 를 겨우 통과 했습니다.
이런정보가 진공관 업계에도 알려젔습니다.
이때 사양산업이라는 것을 뻔이 알면서도 "Horizontal Sweep tube 는 반도체로는 대체불가능하다" 고 고위 경영층 설득에 성공한 곳이 GE 였습니다. - 새 진공관 개발 - 즉 현대관 혁명의 시작입니다.
이때 Motorola 로 온 한 Engineer 의 말로는 새 직장을 찾아갈 주제도 못돼는 꼴통들이 단결해서 자기네 밥그릇 보호차원에서 나온 그럴듯한 회사 구제안에 불가 했다고 했습니다. 이런일을 추진할 능력있는 인재는 이미 다 떠난 후였다고 합니다.
GE 는회사의 무한한 재력을 바탕으로 Color TV 전용 진공관인 Compactron 개발에 박차를 가합니다.
GE에서 Color TV 가 나오자 눈치만 보던 RCA, Sylvania, Westing House 기타 회사들도 Compactron 생산에 동참합니다. 모두가 경쟁적으로 양산 준비를 하면서 Color TV 에 본격적 경쟁 체제가 형성돼기 시작할 무렵 Motorola 는 제가 개발한 1,500 v Tr이 들어간 All Solid State Color TV "Quasar" 를 1967년에 세상에 발표 합니다.
진공관 업계는 한푼이라도 돈 더 안쓰고 곧 버로 정리단계에 들어갑니다.
Compactron 에 대한 정보는 정리도 안된 상태에서 지금까지(2014년) 못쓰는 진공관으로 분류돼서 내버려 졌습니다.
