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회로망 기술 규정과 회로소자

회로망 기술 규정과 회로소자Electric Machinery Lab. KOREA- 결합회로의 극성표시- 비선형 소자Electric Machinery Lab. KOREA그림1. 유도 결합 회로[1] 결합회로코일 1에 i1 전류 흐름주위에 자기장 생성일부의 자력선이 코일 2에 쇄교Electric Machinery Lab. KOREA: 전류 i1 에 의해 만들어진 자속[2] 상호 인덕턴스 M [H]: 전류 i2 에 의해 만들어진 자속: 각각 코일 1,2만을 쇄교하는 자속: 코일 1, 2에 서로 쇄교하는 자속: 단위전류 i1 에 의해 발생되는 코일 1의 자속 쇄교 수: 단위전류 i2 에 의해 발생되는 코일 2의 자속 쇄교 수: 단위전류 i1 에 의해 발생되는 코일 2의 자속 쇄교 수: 단위전류 i2 에 의해 발생되는 코일 1의 자속 쇄교 수M12=M21=MElectric Machinery Lab. KOREA[3] 결합회로- 변압기어떤 코일에 흐르는 전류의 변화에 의해 생성되는 자계가 이에 인접한 다른 코일에 전압을 유기전자적 결합그림2. 변압기 회로Electric Machinery Lab. KOREA[4] 결합회로 극성 표시그림4. 결합 회로(극성표시) : 결합 회로의 각 권선의 단자 앞에 표시유기전압의 방향Electric Machinery Lab. KOREA[5] M이 + 인 결합회로그림 5. M이 +인 경우Electric Machinery Lab. KOREA[6] M이 –인 결합회로그림 5. M이 -인 경우Electric Machinery Lab. KOREA[7] 수동소자에너지를 발생할 능력이 없는 소자저항,콘덴서, 코일 등기본적으로 선형 동작[8] 능동소자FET, BJT, Diode류의 비선형 동작을 하는 소자능동 소자=비선형 소자선형으로 동작하는 영역도 있지만 비선형으로 동작하는 영역이 크기 때문사용자의 입력 설정에 따라 구성된 회로의 특성값 변경,비선형 동작을 이용 다양한 출력Electric Machinery Lab. KOREA[9] 능동회로 설계비선형 소자의 동작 특성을 완전히 파악외부조건에 대해 상대적으로 영향Shielding, Mounting 주의비선형 소자를 이용한 능동회로 설계선형비선형Linear, Small signal 설계Nonlinear, Large signal 설계설계 간단, 특정 전압/전류 범위에서 안정넓은 범위 동작 제어 가능, 설계 복잡[10] 능동회로 종류증폭기 : 신호 증폭발진기 : RF 회로에서 필수적인 회로, 특정 주파수의 sin신호 생성혼합기 : 두 주파수 성분 합성, 그 차이에 해당하는 주파수 신호만 검출주파수 체배기 : 주파수를 배수 단위로 올리기 위한 회로위상 천이기 : 신호의 위상만 변화하도록 하기 위한 회로{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.12.23| 9페이지| 2,000원| 조회(120)

회로소자, 회로망, 회로망기술규정, 능동회로 설계, 능동회로 종류, M이 –인 결..

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다이오드 재료 및 전기절연성

다이오드 재료 및 전기 절연성1. 게르마늄[Germanium]다이오드 재료-단일원소원자번호-32 , 주기율표 제 4에 속하는 탄소족 원소, 대역갭- 0.67eV1871년 멘델레예프가 예언, 1886년 독일의 화학자가 발견황화광물 제련시 얻어지는 부산물 또는 석탄 연소시 연탄을 모으는 방법 등으로 염화 게르마늄 만들고 이를 정제하여 얻음.트랜지스터, 터널 다이오드의 발명에 기여규소에 비해 자원량 적음, 높은 온도에서 품질 저하60년대 이후 실리콘 다이오드로 대체최근 게르마늄을 합성한 유리를 광섬유로 응용, 게르마늄 산화물을 내화 재료나 렌즈에 합금해서 열전쌍 치과용 재료, 정밀저항재료 등으로 사용다이오드 재료로 게르마늄 이용할 경우, 순방향 문턱전압이 0.2V로 낮아져 작은 신호 취급하는데 적합다이오드 재료-단일원소2. 실리콘[Silicon]원자번호-14 , 주기율표 제 4에 속하는 탄소족 원소, 대역갭- 1.1eV산소 다음으로 지각에서 가장 풍부한 물질석영, 즉 실리카 또는 산화 규소이며 흔히 볼 수 있는 모래의 주성분게르마늄에 비하여 역방향의 저항성이 강함. 게르마늄 보다 더 높은 온도에서 사용가능낮은 전압 레벨에서의 정류 효율은 떨어짐.다이오드 재료-단일원소3. 갈륨비소[Gallium arsenide]-GaAs직접 갭형의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 비교적 큰 대역갭(300K에서 1.43eV)실리콘에 비하여 전자의 속도가 6배정도트랜지스터 구조가 간단, 고 집적화에 적합잡음이나 소비전력도 적어 집적회로의 기판에 적합한 반도체 재료로 전망발광 효율이 좋아 LED 소재로 각광다이오드 재료-화합물4. 갈륨인[Gallium phosphide]-GaP원자번호 -31,직접 갭형의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 , 대역갭- 2.4eV산소,아연을 도프한 PN접합-적색 발광 다이오드질소를 도프한 PN접합- 녹색 발광 다이오드5. 안티몬화 인듐[Indium antimonide]-InSbⅢ-Ⅴ족 화합물 반도체 , 대역갭-상온(0.17eV), 0K(0.25eV)섬아연광형 구조의 금속 광택이 있는 고체홀소자, 적외선 검출소자에 사용다이오드 재료-화합물8. 황화납[Lead sulfide]-PbS광전지, 적외선 검출기 노출계 등에 사용Ⅳ-Ⅵ족 화합물 반도체 , 대역갭- 0K(0.29eV), 300K(0.37eV)7.텔루륨화 아연 [Zinc telluride]-ZnTeⅡ-Ⅵ 족 화합물 반도체, 적갈색 결정6. 황화카드뮴[Cadmium sulfide] -CdS카드뮴의 황화물로 황색의 결정성 분말최근 황화카드뮴셀로서 광전도소자에도 사용Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 , 대역갭- 2.4eV다이오드 재료-화합물{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.12.23| 7페이지| 1,500원| 조회(180)

반도체, 다이오드, 실리콘, 게르마늄, 갈륨비소, 전기절연, 다이오드 재료, 안티몬화..

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Power BJT, Power FET, Thyristor, IGBT 스위칭 소자에 대한 특성 분석

Power BJT, Power FET, Thyristor , IGBT 스위칭 소자에 대한 특성 분석 Electric Machinery Lab. KOREA E.M.LElectric Machinery Lab. KOREA E.M.L [1] BJT B ipolar J unction T ransistor Switching , Amplifier 전 류 제어방식 FET 에 비해 크기가 큼 다수 및 소수 캐리어에 의해 동작 쌍극성 소자 FET 에 비해 전력소모 큼 FET 보다 높은 전압 가짐 1200V,400A 정격에도 사용 가능 , 10kHz 이상에서 동작하는 변환기에도 사용Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [2] BJT 기본 구조 바이폴라 접합 트랜지스터 (BJT) 는 N 형과 P 형으로 도핑된 3 개의 반도체 영역과 이들에 의해 형성되는 두 개의 PN 접합으로 구성 PNP 형 : 베이스가 N 형이고 이미터가 P 형 NPN 형 : 베이스가 P 형이고 이미터가 N 형Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [3] BJT 동작 차단모드 - 개방 스위치 활성모드 : 증폭기 포화모드 : 도통 스위치Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [4] BJT 차단 모드 동작 V B V E 가 되어야 함 . 즉 V BE 0 I C =0 이므로 컬렉터 전압은 V C = V CC - I C R C = V CC 임 . 즉 V B V CC 개방형 스위치로 동작Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [5] BJT 포화 모드 동작 B-E 접합과 B-C 접합이 모두 순방향 바이어스인 경우 V CE V BE 가 되는 순간 , 즉 V BC 0 이 되는 순간 포화모드가 됨 도통형 스위치로 동작Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [6] FET-JFET, MOSFET F ield – E ffect T ransistor 반도체 Switching 소자 전압제어방식 BJT 에 비해 매우 작게 제작가능 제조공정 간단 Switching 속도가 BJT 보다 빠름 비교적 적은 전력으로 동작 드라이브 회로가 간단 1000V,50A 정격에도 사용 가능 , 100kHz 이상에서 동작하는 변환기에도 사용Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [7] JFET- Gate 와 Channel 이 PN 접합의 상태 Drain 특성곡선 A-B : V DS 에 대해 I D 가 비례하여 증가 - Ohmic region B-C : V DS 가 증가해도 I D 는 일정하게 유지 - Constant Current region C 점 이후 : Breakdown region Pinch-off Voltage Vp : B 점 ( 정전류가 시작되는 점 ) 의 전압Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [8] MOSFET- Channel 에 절연 Gate 를 사용하여 D-S 간 전류를 제어 . drain source gate source drain gate drain source gate source drain gate N- 채널 증가형 MOSFET P- 채널 공핍형 MOSFET P- 채널 증가형 MOSFET N- 채널 공핍형 MOSFET SUBSTRATE SiO 2 SOURCE DRAIN GATE n p n SUBSTRATE SiO 2 SOURCE DRAIN GATE n p nElectric Machinery Lab. KOREA E.M.L [9] FET Switching Circuits . Analog Switch Analog 회로의 전자적인 Switch 로 사용 측정기의 입력신호의 스위칭 A/D Converter 의 Sample Hold 회로 Chopper 회로 등에 많이 사용된다 . SSR (Solid State Relay) FET,IGBT 등의 반도체를 Switching 소자로 사용한 Relay – 기계적인 접점이 없으므로 Switching 시 Arc 가 발생하지 않아 수명이 길고 소음이 없다 . 특히 교류의 Switching 시 Zero Cross 점에서 On/Off 할 수 있으므로 Switching Noise, 부하의 충격 등을 최소화 할 수 있다 . JFET Analog Switch MOSFET Analog SwitchElectric Machinery Lab. KOREA E.M.L [10] FET Switching Circuits . Digital Switch 낮은 On 저항과 큰 전류를 흘릴 수 있는 전력용 E-MOSFET 는 전력제어회로에 사용된다 . 전류는 거의 흘리지 않고 전압만으로 제어가 가능 . Substrate 가 내부적으로 Source 에 연결되어 Drain 과 Diode 를 형성하기 때문에 양방향스위치로는 사용할 수 없다 . EMOS FET 의 경우 기술의 발달로 V GS =2.5V 일 때 R DS(ON) 가 수 m Ω 정도로 아주 낮은 특성을 갖는 것들이 많다 .Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [11] Thyristor -SCR( 역저지 3 단자 사이리스터 )- 실리콘 제어 정류소자 pnpn 의 4 층 반도체 소자 ⇒세 개의 pn 접합으로 구성 역저지 사이리스터 , 역도통 사이리스터 , 트라이액 • 애노드 , 캐소드 , 게이트의 세 개의 단자로 구성 • 애노드전압이 캐소드에 대하여 전위가 높을 경우 ( 순방향 저지 , 오프상태 ) - , 순방향 바이어스 , 역방향 바이어스 - 애노드에서 캐소드로 누설전류만 흐름 ( 오프상태전류 ) 고전압 – 대전류 제어 용이 , 제어이득이 높음 게이트 신호가 소멸하여도 온상태 유지 , 변영구적으로 신뢰도 높음 써지 전압 전류에도 강함 , 소형 , 경량으로 기기나 장치에 설치 가능Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [12] SCR 턴온 과정 • 그림과 같이 게이트가 접지되면 Q1 은 개방상태 , IB2 는 너무 작아 Q2 를 턴 온상태로 만들지 못함 . 그러므로 모두 개방 • 게이트에 충분히 큰 펄스 전압 VG 를 인가하면 Q1 은 온상태가 되고 Q2 의 베이스 전류의 증가는 IB2 를 더욱 증가시킴 결과적으로 A-K 저항이 대단히 작아져서 SCR 은 단락회로가 됨 일반적으로 턴 온시간은Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [13] SCR 턴 오프 방법 • 양극 전류 차단법 -(a) 직렬스위치 개방 (b) 병렬 스위치 단락 • 강제 전환법 – 강제로 SCR 내의 순방향 전류의 반대방향으로 전류가 흐르도록 하는 방법Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [14] IGBT I nsulated– G ate B ipolar T ransistor, 전압제어 소자 300V 이상의 전압영역에서 사용 , 고효율 , 고속의 전력시스템에 사용 낮은 스위칭 손실 , MOSFET 보다 스위칭속도는 떨어짐 . MOSFET+BJT, 구동회로와 온상태 특성이 BJT 와 동일 , 20kHz 까지의 스위칭 속도에 적합 회로기호 등가회로Electric Machinery Lab. KOREA E.M.L [15] IGBT 그림에서 보듯이 IGBT 는 양방향 전압저지 특성과 단방향 전류 특성을 갖고 , 온 , 오프제어방법은 MOSFET 과 같다 . 최대 3300-1200A 의 전압 - 전류용량을 갖는 것까지 상용화 전압 - 전류 특성 이상적인 특성 게이트와 이미터 간의 입력 임피던스가 매우 높아 BJT 보다 구동이 쉽다 .{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.12.23| 16페이지| 2,500원| 조회(975)

MOSFET, Thyristor, 스위칭 소자, Power BJT, igbt, P..

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MOSFET Drive Circuits

MOSFET Drive CircuitsElectric Machinery Lab. KOREAMOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA목 차1. MOSFET2. MOSFET 의 구조와 종류3. MOSFET 구동4. MOSFET 을 이용한 LED on-off 제어5. MOSFET을 이용한 교류 부하 전류 제어6. MOSFET을 이용한 디지털 스위칭8. 전동기 제어를 위한 전력 FET7. CMOSMOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[1] MOSFET ?Metal Oxide Semiconductor Field –Effect Transistor반도체 Switching 소자전압제어방식BJT에 비해 매우 작게 제작가능제조공정 간단Switching 속도가 빠름드라이브 회로가 간단MOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[2] MOSFET 구조와 종류drainsourcegatesourcedraingatedrainsourcegatesourcedraingateN-채널 증가형 MOSFETP-채널 공핍형 MOSFETP-채널 증가형 MOSFETN-채널 공핍형 MOSFETSUBSTRATESiO2SOURCEDRAINGATEnpnSUBSTRATESiO2SOURCEDRAINGATEnpnMOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[3] MOSFET 구동IDSSIDVGSVGS(OFF)OHMICIDVGSVGS(th)VGS(ON)ID(sat)ACTIVED-MOSFET 전달 컨덕턴스 곡선E-MOSFET 전달 컨덕턴스 곡선개방단락MOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[4] MOSFET을 이용한 LED on-off제어E-MOSFET+20V1kΩ0+4.5VVIN=High, → LED = onVIN=low, → LED = offVIN=lowVIN=HighMOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[5] MOSFET을 이용한 교류 부하 전류 제어120 V ac0+4.5V+24VRELAY500Ω15ΩE-MOSFETMOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[5] MOSFET을 이용한 교류 부하 전류 제어VIN=lowMOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[5] MOSFET을 이용한 교류 부하 전류 제어VIN=HighMOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[6] MOSFET을 이용한 디지털 스위칭RD+VDDVOUTVIN+VDDVOUTVINQ1Q2수동부하능동부하MOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[6] MOSFET을 이용한 디지털 스위칭수동부하MOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[6] MOSFET을 이용한 디지털 스위칭능동부하MOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[7] CMOS+VDDVOUTVINQ2Q1VIN=High, Q1=on, Q2=off → VOUT=lowVIN=low, Q1=off, Q2=on → VOUT=HighVIN=HighVIN=lowCMOS 반전기MOSFET Drive circuitsElectric Machinery Lab. KOREA[8] 전동기 제어를 위한 전력 FET+VDDCMOSVINQ1Q2POWER FETM+12 VMOTOR{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.05.03| 14페이지| 2,000원| 조회(172)

MOSFET

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초전도체의 임계곡면과 제1,2종 초전도체 평가A+최고예요

초전도체의 임계곡면과 제1종,제2종 초전도체Electric Machinery Lab. KOREASuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA목 차1. 초전도체의 발견2. 초전도체의 성질3. 초전도체의 종류4. 초전도체의 임계곡면5. 초전도체의 응용6. 초전도체의 단점SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[1] 초전도체[Superconductor]의 발견- 매우 낮은 온도에서 전기의 흐름을 방해하는 저항이 완전히 없어지는 도체초전도체란?초전도체의 발견과 초전도체 현상1911년 네덜란드 라이덴 대학의 물리학 교수인 카멜린 온네스에 의해 발견절대온도에서 전기저항이 갑자기 없어지는 현상 발견SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[2] 초전도체[Superconductor]의 성질- 초전도 상태에서 전기저항이 0 을 나타냄.완전 전도성완전 반자성마이스너 효과 (Meissner's Effect) : 초전도체 주위에 자기장이 있을 때 그것에 대응해 자기장을 상쇄시키는 방향으로 전류가 흘러서 초전도 내부의 자기장이 0이 되는 효과- 저항이 없으므로 발열에 의한 전기손실이 없음.SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[2] 초전도체[Superconductor]의 성질두 개의 초전도체 사이에 절연체를 끼워서 접합을 만들면 그 사이에 절연체가 있는데도 불구하고 일정한 조건에서 한쪽 초전도체에서 다른 쪽으로 전류가 흐르는 현상조셉슨 효과 (Josephson Effect)SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[3] 초전도체[Superconductor]의 종류순수한 납, 수은, 주석제 1종 초전도체1종 초전도체의 외부자기장과 유도자기장의 관계1종 초전도체에 외부 자장이 가해질 경우 초전도체가 상전도체로 급격하게 전이되기 전까지 외부자장을 정확히 상쇄하는 유도자기장 발생임계값이 낮아 응용 어려움SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[3] 초전도체[Superconductor]의 종류고온 세라믹계인 YBa2Cu3O7 (YBCO), Bi2CaSr2Cu2O9제 2종 초전도체2종 초전도체의 외부자기장과 유도자기장의 관계Hc1 이하에서는 모든 외부 자기장을 배척, Hc1과 Hc2 사이에서는 자기장이 초전도체로 침투(혼합상태:일부는 상전도 상태로 전이,일부는 초전도 상태)비교적 높은 임계값을 가짐.SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[3] 초전도체[Superconductor]의 종류▶ 저온 초전도체 : 임계온도가 낮다제 2종 초전도체- 임계전류밀도는 높지만 임계 자기장이나 임계온도는 낮다.냉매 : 액화 헬륨(LHe)▶ 고온 초전도체 : 임계온도가 높다냉매 : 액화 질소(LN2), 경제적 유리쉽게 깨짐, 선재제작 어려움, tape형태의 선재 개발중Bulk로 제작 유리SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[4] 초전도체[Superconductor]의 임계곡면초전도 상태를 결정하는 3가지 요소 : 임계온도, 임계자장, 임계전류초전도체의 임계곡면곡면 안에서는 초전도 상태- 곡면 밖에서는 상전도 상태 혹은 혼합상태 : 퀜치(Quench)→SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[4] 초전도체[Superconductor]의 임계곡면▪ 임계자기장 : 초전도체에 외부 자기장의 투과로 초전도 상태가 파괴되는 자기장(외부 자기장 증가 → 차폐전류 증가 → 임계전류밀도 도달 → 초전도 상태 파괴)▶ 1종 초전도체 : 1개의 임계자기장▶ 2종 초전도체 : 2개의 임계자기장하부 임계자기장(Hc1)-임계자기장 하한값상부 임계자기장(Hc2)-임계자기장 상한값▪ 임계전류 : 초전도 상태(무저항)로 흐를 수 있는 전류의 상한값▪ 임계온도 : 초전도체의 전기저항이 0으로 될 때의 온도SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[5] 초전도체[Superconductor]의 응용▪ 에너지 절약 : 에너지 손실 50% 경감▪ 소형 경량화 : 크기 50% 경감▪ CO2 배출량 경감 : 166.5ton (2020년)▪ 기타: 안정도 향상, 고장 전류 억제- 초전도 케이블, 초전도 변압기, 초전도 한류기, 초전도 모터- 자기 부상 열차, 초전도 선박SuperconductorElectric Machinery Lab. KOREA[6] 초전도체[Superconductor]의 단점온도에 관한 기술적 문제초전도체의 물리적 현상의 대한 문제▶ 초전도체가 되는 온도인 TC가 낮기 때문에 실온에서 이용하기가 어렵다.▶ TC로 낮추기 위해서는 비용이 많이 든다.▶ HC(임계자기장)이상의 자기장이 가해지게 되면 초전도 성질이 깨지게 되므로 이용하기가 어렵다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.05.03| 12페이지| 2,000원| 조회(544)

초전도체, 초전도체 임계곡면, 제1종초전도체, 제2종초전도체

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