반도체 기초 - 회로이론(캐패시터&인덕터)

•  캐패시터(capacitor): 전기장으로 에너지를 저장하는 수동소자(콘덴서). 일반적으로 두개의 전도성 판과 유전체로 구성됨.

원리: 전압 V가 캐패시터에 인가되면, 양 판에 양전하와 음전하가 쌓이게 됨. 이때, 양 판에 저장된 전하들의 양은 같으며, 전하량은 전압과 캐패시터의 캐패시턴스 값으 곱에 비례함(Q=CV).

 

- 캐패시턴스: 캐패시터가 전하를 저장할 수 있는 능력 [F] 

- 캐패시터의 전류-전압 관계

 

이상적인 캐패시터

1. 인가된 전압이 바뀌지 않으면, 캐패시터 내부의 전류는 흐르지 않는다.

2. DC전압 상황에서의 캐패시터 내부 전류는 0이다.(open과 같다)

3. 캐패시터 내부 전압은 갑자기 바뀔 수 없으며, 캐패시터 내부에 인가된 전하는 외부 변화에 점진적으로 변화한다.

4. 내부에서 에너지 소실은 없다.

 

- 병렬 연결:

- 직렬 연결:

• 인덕터(inductor): 자기장으로 에너지를 저장하는 수동 소자. 일반적으로는 전도성 선을 코일 형태로 감아 사용 됨.

원리: 전류가 인덕터로 흐르게 되면, 자기장이 도선 주위에 시계방향으로 형성되게 됨. 이때, 변하는 전류에 의해서 인덕터에 유도 기전력이 형성되게 됨. 

 

- 인덕턴스: 전류의 시간에 따른 변화율과 이로 인해 발생하는 유도 기전력의 관계 [H]

- 인덕터의 전류-전압 관계

 

이상적인 인덕터

1. 인덕터에 흐르는 전류가 일정하면, 내부 기전력은 0이다.

2. 따라서, DC 상황에서 인덕터는 short 이다.

3. 인덕터 내부 전류는 갑자기 바뀔 수 없으며, 내부에 인가된 전류는 외부 변화에 점진적으로 변화한다.

4. 내부에서 에너지 소실은 없다.

 

- 직렬연결:

- 병렬연결:

 

*기초 소자들의 특성 정리