진공관에 패배해 거의 사용되지 않게 되었지만 독일이 돌연 V2 로켓에 채용해 복권되었지만, 이번은 트랜지스터에 패배해 또 사용되지 않게 되었다....라고 하는 증폭 회로의 일종 인 "자기 증폭기"의 영고성쇠에 대해, 살짝 알아보자.
입력신호의 에너지를 증폭하여 출력하는 증폭회로는 과거에는 삼극진공관, 현대에는 전게효과 트랜지스터(FET)가 주류이다. 신호의 증폭기구에 대해서는, 3극 진공관은 양극과 음극 사이에 삽입된 제3극에 전압을 걸어 신호를 증폭시키고 있는 반면, FET도 소스와 드레인이라는 단자 2종 사이에 접속된 제3의 단자 게이트에 전압을 가함으로써, 신호를 증폭시키기 때문에, 이 3극 진공관과 FET는 구조 자체는 매우 유사하다.
한편, 자기증폭기는 전압이 아닌 자계를 이용한다는 구조이므로, 3극 진공관이나 FET와는 크게 다른 증폭회로로 되어있다. 기본적인 구조는 철심과 같은 코어재에 감는 수가 많은 코일과 감는 수가 적은 코일을 접속하고, 감는 수가 많은 코일은 부하와 직렬이되는 형태로 교류회로에 접속하며, 감는 수가 적은 코일은 직류회로에 접속.
이렇게 하고 나서 직류회로에 전류를 흘려주면, 코어재 내부의 자속밀도가 증가하여 인덕턴스가 급격히 상승하게 되는데, 자기포화라고 불리는 상태에 이르면 인덕턴스가 갑자기 저하하기 때문에, 교류회로 쪽으로 흐르는 전류가 증대하여 증폭기로 기능하게 된다.
IEEE Spectrum에 의하면, 이 자기 증폭기는 1901년에 미국에서 특허가 출원되어, 1916년까지 대서양 횡단 통신에 사용된 알렉산더형 교류 발전기 송신기에 이용되는 형태로 실용화되었으나, 1920년에는 진공관의 기술 혁신으로 침체. 이후는 극장의 조광기 등 극히 일부에 사용되었지만, 제2차 세계대전 중 독일은 니켈과 철을 1대1로 배합한 합금을 핵심재로 했을 경우 성능이 비약적으로 향상된다는 것을 발견하고, 세계 최초의 군사용 액체연료 미사일인 V2로켓에 채택하여 자기증폭기가 복권되었다.
자기 증폭기는 진공관에서는 불가능한 고온등의 특수 환경하에서도 다 타지 않고 동작한다고 하는 이점이 있고, 그 후도 독일군은 자기 증폭기를 탑재한 병기를 다수 투입. 미국도 제2차 세계대전이 끝난 후에 뒤늦게 이를 채책했으며, 1950년대에는 자동조종장치, 사격통제장치, 서보시스템, 레이더 소나기기 등의 병기로 자기증폭기의 채용 예가 계속 증가하여 1961~1972년의 아폴로 계획에서는 전원이나 송풍기 제어에 자기증폭기가 이용되었다.
이러한 국가 규모의 연구개발 이외에서도 자기증폭기는 다수의 기술혁신을 낳고 있으며, 컴퓨터의 여명기에 많이 사용된 자기코어 메모리 역시 자기증폭기를 이용한 하드웨어였다.
이렇게 자기증폭기는 증폭회로를 대표하는 존재가 되었지만, 1950년경에 "트랜지스터"가 등장. 자기증폭기와 트랜지스터가 패권을 다투는 시대가 계쇡되었고, 자기증폭기와 트랜지스터를 병용하는 컴퓨터도 다수 등장했지만, 개량을 거듭한 트랜지스터 앞에 기세를 잃어, 1970년에는 거의 사용되지 않는 규격으로 되었다.
1990년경에는 PC의 ATX 전원으로 필요한 3.3V 안정화 전압을 만들어낼 때 단순히 가성비가 좋다는 이유로 자기증폭기가 일시적으로 부활하였으나, 그 가성비 면에서도 DC/CD 레귤레이터에 패배하며, 현대에는 거의 볼 수 없는 존재가 되었다는 것.
