반도체 기초 - 회로이론(기본 회로 개념)

회로이론은 전자소자로 이루어진 회로망의 해석에 관한 이론이다. 전기 및 전자 시스템의 하드웨어 구동을 위해서는 원하는 위치에 원하는 크기와 형태의 전기 신호를 공급해 주어야 하는데, 이를 이해하고 최종적으로 설계하기 위해서 회로이론을 배운다고 볼 수 있다. 

 

-전하(charge): 외부에서 전자기장이 가해졌을 때, 이것에 의해서 영향(힘)을 받을 수 있는 입자.

Symbol: Q or q [c]

전하량 보존의 법칙: 전하가 들어가는 양과 나오는 양은 같다.

-전압(voltage): 전기적인 위치에너지.

Symbol: V [v]

1V: 1C의 전하에 1J만큼의 일을 해 주었을 때, 전하가 가질 수 있는 전압.

-전류(current): 단위 시간당 흐르는 전하의 양.

Symvol: I [A]

1A=1C/s

 

전압과 전류는 벡터적 성질을 지닌다. >> 방향설정이 중요!!

 

-전력(P): 단위시간 동안 전기장치에 공급되는 전기에너지, 또는 단위시간 동안 다른 형태의 에너지로 변환되는 전기에너지. P = qV/t = IV [W]

전력이 (+)이면 소자가 에너지를 흡수한다고 볼 수 있고, (-)이면 소자가 에너지를 공급한다고 볼 수 있음.

-에너지(W): 주어진 일정 시간 동안에 전달되는 총 전력. 

W= 전력P를 시간 t0에서 t까지 시간에 대해서 미분한 값. [J]

 

-독립전압원: 단자 전압이 전원을 통해 흐르는 전류에 전혀 영향을 받지 않고 독립적으로 일정한 전압을 공급하는 소자.

회로에 흐르는 전류는 다른 회로 소자들에 의해서 결정 될 수 있음.

-독립전류원: 단자 전류가 전원을 통해 흐르는 전압에 전혀 영향을 받지 않고 독립적으로 일정한 전류를 공급하는 소자.

회로에 흐르는 전압은 다른 회로 소자들에 의해서 결정 될 수 있음.

-종속전원: 이상적인 전원이지만 전원의 크기가 회로 내부의 다른 전압이나 전류에 의하여 결정되는 전원.

트랜지스터, 연산증폭기, 집적회로와 같은 모델을 구성.

 

-옴의 법칙: 도체의 양단에 걸리는 전아은 그 도체를 통해 흐르는 전류에 직접 비례한다는 전류-전압 관계.

V=IR

비례상수 R을 저항이라고 하며, 단위는 옴(Ohm)으로 나타냄.