ME 소자의 저주파 등가회로 모델링 (Electric Circuits Modeling of Magnetoelectric Bulk Composites in Low Frequency)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 26권 / 7호 / 515 ~ 521페이지
· 저자명 : 정수태, 류지구

초록

본 실험에서는 압전체분말과 자성체분말을 혼합한 ME소자를 만들고, 교류자계 구동주파수에 대한 소자의 출력전압을 측정하였다. 그리고 Maxwell-Wagner모델을 기초로 한 ME소자의 저주파 영역에서 등가회로를 구성하여 출력전압의 주파수 의존성을 시뮬레이션하였다. 그 결과 ME소자는 압전체와 자성체의 등가회로가 서로 직렬로 되어 있고, 두 물질 상호간에 유전완화현상에 의한 완화시간 τ가 존재하고, 이 완화시간은 소자의 부하저항에 따라 변함을 알 수 있다. 그리고 압전체는 유전분산이 없으므로 등가회로에서 저항이나 정전용량이 주파수에 의존성이 없으나, 자성체는 Debye흡수와 쌍극자의 분산현상이 존재하므로 저항이나 정전용량이 주파수의 함수이다. 즉 자성체의 등가저항 성분은 (1+ω2τ2)에 비례하고, 등가정전용량 성분은 (1+ω2τ2) 에 반비례함을 제시하였다.

영어초록

Magnetoelectric(ME) bulk composites with PZT-PNN-PZN/Fe2O4 were prepared by using a conventional ceramic methods and investigated on the ME voltage vs frequency of ac magnetic fields. We made the electric equivalent circuits by using the Maxwell-Wagner model and simulated the frequency dependence of ME voltage in low frequency region. ME devices were described by a series of two equivalent circuits of piezoelectric and magnetic, which have the relaxation time τ due to the interaction between ME device and load resistor. Equivalent circuit of piezoelectric material is independent of frequency. However ferrite magnetic materials have Debye absorption and dipolar dispersion, whose equivalent circuit is a function of frequency. Therefore we suggest the resistance in the equivalent circuit is proportion to (1+ω2τ2) and the capacitance is in inverse proportion to (1+ω2τ2) in the magnetic materials.

참고자료

· 없음