압전 반도체 소자와 그 응용분야

소개

압전 세라믹스 또는 압전 반도체 소자 즉, 압전체라고 불리는 물질에 대하여
압전현상의 원리부터 시작해서 압전체에 관해 특징과 응용분야 등을 자세히
기술하였습니다.
대학교 4학년 전자공학과 Term Project에 쓴 리포트 입니다.

목차

1.압전체
1).압전현상이란?
2).압전체란?
3).압전체의 특징
4).이용분야

2.응용분야
1)프린터
2)압전 효과를 이용한 결정 마이크로폰
3)초음파 센서
4)초음파 모터
5)건전성 평가 시스템의 구성

본문내용

1.압전체
1.압전현상이란?
압전현상은 1880년 프랑스의 큐리형제에 의해서 처음 발견되다. 압전현상이란 결정체에 외부에서 힘들 가하면 전압이 발생하는 현상인데 이것을 압전 직접효과라 하고 이와 반대로 전압을 주면 결정체가 변형을 일으켜키는 현상을 압전 역효과라고 한다. 즉 전기적 에너지와 기계적 에너지의 상호 변환이 가능하다는 것이다.
정압전 효과는 압전 소자에 외부 응력이 없는 상태에서는 출력 전압이 발생하지 않는다. 그러나 압전 소자의 외부에서 압축력을 가하면 상하의 전극에 각각 (+), (-)의 전압이 발생하고 소자 두께는 감소된다. 그리고 반대로 인장력을 가하면 상하의 전극에 각각 (-), (+)의 전압이 발생하며, 이 때 소자의 두께는 초기의 무응력 상태보다 증가하며 압축력을 가했을 경우와 반대 현상이 발생된다.


2. 압전체란?
기계적 에너지와 전기적 에너지 간의 교환을 일으키는 일종의 에너지 변환소자로 전압을 걸면 신축을 하는 재료가 바로 압전체이며, 반대로 이 재료에 하중을 가하면 전압이 발생된다. 세라믹스로 만든 압전체에 충격을 가해 생긴 전압에 의하여 불꽃을 튀게 하는 도구가 가스라이터에 사용되고 있는 착화장치이다. 세라믹스 압전체의 대표인 PZT는 콘덴서 재료인 티탄산바륨과 같은 원자배열(결정구조)을 갖고 있고, 이 구조는 페로브스카이트형이라고 불리는 것으로 납, 지르코늄, 티탄, 산소로 되어 있으며, 이것에 전압을 가하면 플러스와 마이너스 이온의 상대적인 위치에 차이가 생겨 결정 전체가 전압의 방향으로 형태가 변하게 된다. 고속프린터나 카메라의 자동초점기능에 압전체가 채용되어 사용되고 있으나, 아직은 내구성이 많이 떨어지고, 고온에서는 사용에 무리가 따른다. 압전체는 기계적 에너지를 전기적인 에너지로 전환을(정방향, 압전현상) 이용한 transducer, SAW(surfac e acoustic wave), 필터 압전 착화소자, 수중음파탐지기, 하중계, 공구동력계, 로봇 센서, 초음파 센서, 고주파 필터 등에 응용되고, 전기적

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