1034 L

1034	L	107		이용개념
회로이론에서 전류가 전자기유도로 기전력을 생성한는 것을 소자로 판단하고 계산한다. 이때 전류가 변해야만 기전력이 생기므로 전류가 일정할때를 short circuit으로 본다. 양단의 전압이 무한대가 아님을 가정할 때 전류는 연속이다.		증명			차원
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에너지 관점에서 C와 같이

1033 C

1033	C	88		i(t)는 유한하다.
		증명			V
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전압이 불연속적으로 끊어진다면, i(t)의 값은 무한대가 되어야 한다. 즉 i(t)가 유한하다고 가정하면 양단의 전압은 불연속학수 없다. 따라서 i(t)가 유한하다고 가정해야 한다. 에너지의 관점에서 순시전력은으로 계산하여야 하며 순시전력P(t)=V(t)Xc(dV(t))/(dt)[W]=[J/s] 이때 에너지는 전력X시간이므로 t0에서 t사이의 에너지 변화량은 즉 보존력장의 운동에너지와 같다 또 에너지값이 항상 양수임을 알 수 있다.

1032 digital multimeter

1032	digital multimeter	1010 가정을 추가해 나간다	공식	이용개념
전압, 전류, 저항, capacitance 측정하고 다이오드 검사가 가능한 기구이다. 내부저항은 10k(측정에 따라 다른다. 표기된다.)이다. 이것도 oscilloscope와 같이 회로를 볼때 load전압으로 생각한다.		증명			차원
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1031 function generator

1031	function generator	1004 이후 가정을 추가한다.	공식	이용개념
함수 발생기로 구형파 square, 정현파 sine 삼각파가 있다 Duty cycle이라는 기능이 있는데 이는 pulse파의 파형을 조작하는 것이다.					차원
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1030 power supply

1030	power supply	1010	공식	이용개념
전압, 전류원 기구이다.  출력 stage는 대부분 전력을 공급하는 형태이므로 전류가 지속적으로 power supply쪽으로 공급되는 형태로 부하전류가 형성된다면 전압이 계속 상승한다. 또한 실제로 역전류가 흐르면 충전된다. 즉 전류가 흐르지 않는다. 이때 작동하게 만드려면 저항을 병렬로 연결하는데 이는 증명을 참조한다. 서로 다른 전류원 2개를 순간적으로 직렬 연결하면 surge voltage->V=무한대, 가 되고  서로다른 전압원 2개를 순간적으로 연결하면 surge current로 I->무한대가 된다 (과도한 전류) 이를 일정하게 유지시켜주기위해 C.V와 C.C라는 장치가 있다. constant voltage와 constant current로 설정값이 넘으면 불이 들어오고 전압과 전류를 조정한다.					차원
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1029 oscilloscope

1029	oscilloscope	1010 가정이 더 많을 것이므로 나중에 추가하기로 한다.	공식	이용개념
전압의 파형을 측정하는 기구로 단순 측정기계이지만 측정ㅇ기로써 회로에 오차를 줄수 있기에 넣는다. 오실로스코프의 내부저항은 보통 10Mohm이고 다양한 종류의 prove를 사용하여 다양한 값을 측정할 수 있다. passive prove를 예를들면 악어클립이 ground 측정커서가 측정을 담당한다. ground는 ch1과 ch2가 연결되어 회로의 두 부분에 ground를 연결하면 short된다.  coupling이라고 DC와 AC가 있는데 DC는 있는 그대로를 보여주며(DC+AC), AC는 DC를 배제한 AC만을 보여준다. 일딴 측정 할때는 회로결과에서 load된 값으로 보면 된다. 정밀하게 하려면 계산해 줘야 한다. measure에 mean(avg), RMS가 있는데, avg는 평균값 즉  이고 RMS는 실효값으로 파형을 DC로 생각했을때 전력이 같은 I와 V로 생각하는 것이다. 즉 즉  이다. 여기서 변동이 크면 RMS값이 크다는 것을 알 수 있다.					차원
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1028 voltage follwers

1028	voltage followers	1026	공식	이용개념
증폭기의 입력저항과 출력저항에 의한 증폭파형의 왜곡과 감쇄를 없애주기위해 입력전압과 증폭기 사이에 이 voltage follower를 연결 시켜주면 입력전압의 부하저항을 0으로 만들어준다. 즉 입력단의 부하저항에의한 파형의 왜곡이 발생하지 않는다. 또 출력단에 voltage follower를 연결하면 출력저항을 0으로 만들어줘 출력값의 어떠한 왜곡도 있게하지 않는다. 한마디로 1026 에서 제기되었던 문제의 보완점이다. 이를 Buffer라고도 부른다. 즉 신호원의 등가저항이 크다고 할때 입력저항의 많이 커질수 없고 출력단에서 출력의 등가저항이 작을때 출력을 높일수 없으므로 출력저항을 줄인다.(출력저항은 source전원의 전압감소를 설명하기위해 부착된것으로 부하저항이 줄어들면 커질 수 밖에 없다.) 다음과 같은 형태이며 voltage gain=1, 입력전압은 무한대, 출력저항은 0이다.					차원
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1027 multi channel opamp

1027	multi channel opamp	1021	공식	이용개념
입력전압이 여러개인 opamp로 이때 voltage gain은 Vo=f(V1,V2,V3)의 함수이고 입력저항도 ch별로 있다. 이 성질을 이용하여 각 channel별 gain=-1/3인 평균회로, 각channel별 gain=1인 adder회로등 다양한 연산이 가능하다. inverting회로는  multi channel화 되면 처럼 되고, non-inverting 회로 는 multi channel화하면 이된다. 이때 입력저항값을 고려해야하는데, 설계할때 gain이 큰 놈을 먼저 잡아야 Rf가 커져 모든 저항이 크게 맞춰진다.		inverting회로일때 출력전압을 계산하면,  이고 non-inverting회로의 출력전압 Vo를 구하면 이다.			차원
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1026 증폭기의 입출력저항

1026	증폭기의 입출력저항	1021	공식	이용개념
1)입력저항은 입력전압(Vi)을 기점으로 증폭기를 thevenin's theorem으로 등가변환 했을때 등가저항으로 정의한다. 이때 이 증폭기가 선형은 아니지만 근사적으로 등가변환 했을때 선형이라 가정한다. 이때 독립전원을 short시켜야 하는데 증폭기의 전원은 전원이 공급되지 않으면 증폭기 자체가 동작이 안되므로 공급되어 있다고 전제로 하고 없는 것처럼 생각한다. 이때 출력단에 연결된 load 저항 R이 있을때 load, 없을때를 no-load라 하고 계산한다. 입력저항은 증폭기의 gain값에 영향을 크게준다. 즉 위 회로에서는 R1이 곧 입력저항인데 입력단의 부하와 전압강하가 이루어져 증폭값이 큰폭으로 감소할 수 있으므로 비율을 모른다면 입력저항을 무조건 크게 해야한다. 2)출력저항은 출력단 Vo에서 바라본 thevenin등가 저항이다 이때 등가회로를 ideal하게 하면 계산이 복잡하니 Ro는 살린다. 계산하면 값이 작게 나오는데 이는 입력저항과 마찬가지로 전압분배가 적어지기 위해선 신호의 왜곡이나 감쇄가 없어야 하기 때문이다. 즉 입력저항과 출력저항을 고려한 전압증폭기의 2port모델은  이고 Rin = 전압증폭기의 입력 저항 Rout = 전압증폭기의 출력저항 Avo = 전압증폭기의 no-load gain 로 정의할 수 있고 고려해야할 사항은 신호원과 전압증폭기의 입력저항회로 + 전압증폭기의 출력저항과 부하와의 관계이다.		inverting circuit의 입력저항은 이고 이때 입력저항을 고려해야하는 이유는 다음과 같은 이유 때문이다. inverting circuit의 출력저항은  이다. non-inverting circuit의 입출력저항은			차원
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1025 clamping circuit

1025	clamping circuit	1022 88	공식	이용개념
Diode의 정류 성질과 capacitor의 충전성질을 결합하여 파형을 DC전압으로 만들고 높은 전압을 생성시킬 수 있다. 이는 위의 그림 (b)와 같은 회로로 구성하면 되는데, 입력전압이 diode의 순방향으로 전압이 걸릴 때 capacitor에 충전이 되고 입력전압이 역방향으로 전압이 걸릴 때 충전된 capacitor의 전압과 입력전압의 합이 출력된다. 이는 입력전압의 방향이 바뀌어 합쳐지므로 마치 dc offset한 것과 같이 보인다. 즉 위 그림의 (a)파형의 입력전압이 (c)파형과 같이 출력된다 응용회로는 증명에서 살펴본다.					차원
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1024 limiter circuit

1024	limiter circuit	1022	공식	이용개념
전압 값의 maximum과 minimum을 제한하는 것으로 diode를 이용하는 방법과 voltage source와 diode를 동시에 이용하는 방법이 있다.위 그림에서 (a), (b), (c)는 diode만을 (d)는 voltage source와 diode를 (e)는 zener diode를 이용한 limiter circuit이다.  (a), (b)의 경우 출력전압 값이 diode 양단의 전압 값과 같다고 볼 수 있다. 이때 입력전압이 diode의 순방향으로 걸리면 diode부분이 short되어서 출력전압 값이 diode의 순방향 전압강하인 0.7V가 인가된다. 이때 역방향으로 입력전압이 걸린다면, diode는 open되어 입력전압이 모두 걸릴 것이므로 출력전압은 입력전압이 된다. 이때 (c)의 경우 방향에 따라 각각의 diode가 short 되고 open 될 텐데, 출력전압은 short값을 따르므로 최대 0.7V 최소 0.7V로 전압이 한정된다.  (d)의 경우  diode에 voltage source를 추가한 것으로 입력전압이 추가된 voltage source의 전압을 넘기 전까지가 diode에 역 뱡향 전압이 걸려 open되어있다. Voltage source의 전압을 넘으면 순방향으로 흘러 short되므로 출력전압은 voltage source의 전압 값과 diode의 전압강하를 합친 (V+0.7)[V]로 일정하게 된다. (e)는 두 zener diode를 양 뱡향으로 연결 시켜 놓아 open된 zener diode만큼의 전압상하가 생기며 대칭된다.					차원
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1023 the rectifier

1023	the rectifier	1022	공식	이용개념
diode로 rectifier도 만들 수 있는데 이는 입력 AC를 unipolar output으로 내보낸다. 즉 양의 파형만 내보낸다. 이는 half wave rectifier와 full wave rectifier로 나눌수 있다. 또한 중간중간 전압이 없는 상황을 채우기위해 커패시터를 연결하여 filter의 역할을 가미할 수 있다.					차원
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1022 diode

1022	diode	1014 1013 차후 추가가정필요	공식	이용개념
비선형 회로 중 가장 근본적인 소자로 선형회로만 간주하는 회로이론에 대해 회로제작에 꼭 필요한 소자 이므로 잠시 다루기로 한다. 다이오드는 Anode(양극)과 Cathode(음극)으로 구성되어 한쪽 방향으로만 전류를 흐르도록하낟, 전류가 반대방향으로 흐르면(reverse direction) open(=reversed biased=cut off)되어 차단한다. 정 방향으로 흐르면 short(=forward biased=turn on=on)된다.  이 diode를 계산하라면 현재로선 on되는 경우와 off되는 경우를 각각 가정해 전류가 forward bias인지 reverse bias인지 확인하여 모순인지 모순아닌지를 판단하다. (I>0이면 turn on, I<0이면 cut off) practical diode는 완전히 cut off되거나 turn on되지 않는다.  forward-bias인 상황에서 바로 전류가 흐르는게 아닌 0.5V~0.7V까진 차단되다가 흐른다. reverse bias인 상황에선 I가 Saturation인 약간의 전류가 흐르게된다.(is) reverse bias인 상황에서 반대부호의 전압이 너무 커지면 Break down이 일어나 Break down voltage(Vzk)로 전압이 흐른다. diode은 온도에 영향 받기도 하는데 forward bias에서는 다이오드가 뜨가워질수록 ideal diode처럼 된다. (voltage drop이 1C당 2mV씩 감소한다.) reverse bias에서는 온다가 올라갈수록, reverse current가 더 커진다.  (10C 증가할 때마다 2배가 된다.) 이를 이용한 간단한 회로로 or-gate와 and-gate가 있는데 이는 증명에서 다루기로한다.					차원
관련서적 및 논문
Zener diode는 Break down이 잘이루어지고 원활하게 이루어진다.

1021 op-amp*

1021	op-amp	1018	Vp(t)=Aol*Vi(t)	소자 이용방법이다.
연산증폭기로 1970년에는 계산을 위해 사용했었다. 이는 두 입력전압의 차이를 증폭하는 것이다.  그림과 같은 구성으로 power supply의 극에 따라 dual or split supply와 single supply로 나눌 수 있는데, dual supply는 (+)와 (-)전원을 power로 쓰고 single supply는 (+)와 ground만으로 구동한다. op-amp는 그림의 (+)입력단자와 (-)입력단자로 구성된다. 이 두전압의 차Vd=(Vi+)-(Vi-)라 할때 출력전압 Vo=AolXVd=Aol((Vi+)-(Vi-))이다. 이때 증폭량 Aol은 소자마다다르다. 이때 Vo값은 supply voltage이내의 값으로 datasheet의 Output Voltage High Limit을 보면 최대 출력되는 값이 나온다. 이때 최대증폭을 넘어서는 출력이 Output Voltage High Limit로 고정되는 saturation이 된다. 즉 -Vsat<Vo<+Vsat이다. 이때의 증폭 gain(Aol)은 open loop gain이라 하고 계산할때 선형증폭을 만족시키기위해 Aol은 매우 큰 값이므로 saturation을 일으키지 않는 Vd전압의 범위를 한정한다. Vd=Vo/Aol이므로 -Vo/Aol<Vd<Vo/Aol로 Aol이 매우큰 값을 갖는 경우 0으로 간주 할 수 있다. 즉 Vd=(Vi+)-(Vi-)=0이므로 (-)단자와 (+)단자의 전압이 거의 같다. op-amp의 입력단 전류를 실재 측정해보면 (전자회로 참고) 두 전류 i+,i-도 거의 0이므로 두단자사이를 virtual short라 할 수 있다.(전압이 같아 short인데 두지점사이에 전류가 흐르지 않는 short) 이는 계산 가능하게 등가 변환 시킬 수 있다. 이는 증명부에서 자세히 다룬다. 이때 주로 입력 시킬 입력 단자를 (-)로 넣으면 부호가 반대가 되어 출력되는 inverting amplifier, (+)로 넣으면 부호가 바뀌지 않는 noninverting amplifier라고 한다 . 이때 inverting의 gain은 R2/R1이고 noninverting일때 gain은 1+R2/R1dlek. 이는 negative feedback으로 구현하는데 이는 출력의 일부가 inverting단자로 들어가는 것이다.					차원
관련서적 및 논문
소자특성과 구동원리, 입력전류가 작은 이유는 전자회로에서 배운다*