회로
어떤 임무에 따라 필요한 설비를 와이어로 연결하여 회로를 형성하다. 회로는 전력 시스템, 제어 시스템, 통신 시스템, 컴퓨터 하드웨어 등 전기 시스템의 주요 구성 요소로서 전력 및 전기 신호의 생성, 전송, 변환, 제어, 처리 및 저장에 중요한 역할을 합니다.
가장 간단한 회로는 전원, 전기 (부하) 및 중간 링크 (와이어, 스위치 등 구성요소) 로 구성됩니다. [7] 회로가 연결되면 통로라고 하고, 연결이 끊어질 때는 길을 열어라. 경로만 회로에 전류가 있다. 어딘가에서 길을 여는 것을 개방 또는 개방 회로 라고 한다. 회로에 있는 전원 공급 장치의 양극 및 음극 사이에 부하가 없지만 단락이라고 하는 경우 이 상황은 절대 허용되지 않습니다. 또 다른 단락이란 구성 요소의 양쪽 끝이 직접 연결되어 있으며, 이 경우 전류가 직접 연결에서 흘러나와 구성 요소를 통과하지 않는 것을 말합니다. 이를 컴포넌트 단락이라고 합니다. 개방 (또는 개방) 은 허용되지만 첫 번째 단락은 절대 허용되지 않습니다. 전원 단락으로 인해 전원이 타 오르고 전기 단락으로 인해 전기 및 계기가 제대로 작동하지 않을 수 있기 때문입니다.
회로를 전문적으로 이해하는 것은 전류가 흐르는 경로이거나, 전자회로는 전기설비와 구성요소 (전기) 가 일정한 방식으로 연결되어 있는 것이다. 저항기, 콘덴서, 인덕터, 다이오드, 트랜지스터, 전원 및 스위치 등이 있습니다.
회로의 크기는 실리콘 웨이퍼의 집적 회로에서 고압 및 저압 전송 네트워크에 이르기까지 크게 달라질 수 있습니다. 신호에 따라 전자 회로는 아날로그 회로와 디지털 회로로 나눌 수 있습니다.
아날로그 회로
연속적인 물리적 자연 변수를 연속 전기 신호로 변환하고 연속 전기 신호를 계산하는 회로를 아날로그 회로라고 합니다. 아날로그 회로는 전기 신호의 연속 전압 및 전류를 처리합니다.
가장 일반적인 아날로그 회로 응용 프로그램에는 확대 회로, 진동 회로, 선형 연산 회로 (더하기, 빼기, 나누기 미분 적분 회로) 가 포함됩니다. 연속 전기 신호를 계산하다.
디지털 회로 디지털 회로는 논리 회로라고도 합니다.
연속 전기 신호를 불연속 정량 전기 신호로 변환하고 불연속 정량 전기 신호를 계산하는 회로를 디지털 회로라고 합니다.
디지털 회로에서 신호 크기는 불연속적이고 정량적인 전압 상태입니다.
대부분은 부울 대수 논리 회로를 사용하여 정량 신호를 처리합니다. 일반적인 디지털 회로에는 발열기, 레지스터, 가산기, 빼기 등이 포함됩니다. 불연속적인 정량 전기 신호를 계산하다.
집적 회로는 IC (집적 회로) 라고도 합니다.
IC 설계 프로그램 (IC design) 을 사용하여 일반 회로를 반도체 재질로 설계한 반도체 회로 (일반적으로 실리콘) 를 집적 회로라고 합니다. 반도체 기술을 이용하여 집적 회로를 만들다.
유형 및 개념 전원 회로: 다양한 전자 회로를 생성하는 데 필요한 전원 공급 장치입니다.
전자 회로: 회로라고도 합니다.
기본 주파수 회로, 기본 주파수, 저주파, 기본 주파수 요소 사용
고주파 회로, 고주파, 고주파, 고주파 부품 사용
패시브 구성 요소: 저항, 커패시턴스, 인덕턴스, 다이오드 등. 기본 주파수 수동 부품 및 고주파 수동 부품이 있습니다.
액티브 컴포넌트: 트랜지스터, 마이크로 프로세서 등. 기본 주파수 활성 구성요소와 고주파 활성 구성요소로 나뉩니다.
마이크로프로세서 회로: 마이크로컨트롤러 회로라고도 하며 컴퓨터, 게임기, (플레이어 오디오), 각종 가전제품, 마우스, 키보드, 터치 등을 구성합니다.
컴퓨터 회로: 마이크로프로세서 회로의 고급 회로로 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 핸드헬드, 산업용 컴퓨터 등을 구성합니다.
통신 회로: 전화, 휴대폰, 유선 네트워크, 유선 전송, 무선 네트워크, 무선 전송, 광통신, 적외선, 광섬유, 마이크로웨이브 통신, 위성 통신 등
디스플레이 회로: 화면, TV, 계기 등 다양한 모니터를 구성합니다.
광전 회로: 태양열 회로와 같은.
모터 회로: 전력 장비, 운송 장비, 의료 장비, 산업 설비 등 고전력 장비에 자주 사용됩니다.
집적 회로의 아버지 잭 킬비.
1958 12 년 9 월, 킬비는 세계 최초의 집적 회로를 개발했다.
발명의 탄생
65438 에서 0947 까지 일리노이 대학 졸업생인 잭 킬비 (jack kilby) 는 위스콘신 주 밀워키에서 일자리를 구했고, 전자 기술에 관심이 많았으며, 한 전자 장비 공급업체를 위해 라디오, 텔레비전, 보청기의 부품을 만들었다. 여가 시간에 그는 위스콘신 대학교 전자공학 석사의 야간 학교 수업에 참가했다. 물론 일과 반의 이중 스트레스는 키르비에게 도전이지만, 그는 "이것은 할 수 있고, 정말 노력할 가치가 있다" 고 말했다.
석사 학위를 받은 후, 키르비와 그의 아내는 텍사스 주 달라스로 이사를 가서 텍사스 기기 회사에 취직했다. 이는 그가 거의 모든 시간을 전자 장비의 소형화를 연구하는 데 쓸 수 있는 유일한 회사이기 때문이다. 이는 그에게 많은 시간과 좋은 실험 조건을 제공했다. 킬비는 천성이 온화하고 조용하며 키가 6 피트 6 인치로 조수와 친구들에게' 부드러운 거인' 이라고 불린다. 바로 이 잘 표현하지 못하는 거인이 거인의 생각을 양조한 것이다. 당시 텍사스 기기에는 직원들이 무더운 8 월에 2 주간의 연휴를 즐길 수 있는 전통이 있었다. 하지만 막 여기에 도착한 킬비는 긴 휴가를 놓쳐서 텅 빈 작업장에서 혼자 공부해야 했다. 이 기간 동안 그는 저항과 콘덴서 (패시브 부품) 를 트랜지스터 (액티브 부품) 와 같은 재료로 만들 수 있다는 천재적인 생각을 갖게 되었다. 또한 모든 컴포넌트는 동일한 재질로 만들 수 있으므로 이러한 컴포넌트는 먼저 동일한 재질로 만든 다음 서로 연결하여 전체 회로를 형성할 수 있습니다. 그는 반도체 실리콘을 선택했다.
"나는 책상 앞에 앉아 있는데, 평소보다 조금 늦은 것 같다." 1980 과의 인터뷰에서 그는 "모든 생각이 실제로 그날 형성되었다. 그리고 나는 모든 생각을 정리하고 노트북에 설계도를 그렸다" 고 회상했다. 책임자가 돌아올 때, 나는 그에게 이 설계도들을 보여 줄 것이다. 당시에는 약간의 의심이 있었지만, 기본적으로 이 디자인의 중요성을 이해했다. " 그래서 우리는 문장 시작 장면으로 돌아갔다. 그날 회사 책임자가 실험실에 와서 테스트 라인을 거인과 연결했다. 실험은 성공적이었다. 텍사스 기구는 곧 그들이 집적 회로를 발명했다고 발표했고, 킬비는 이를 위해 특허를 출원했다. 실리콘 시대를 만들었습니다. 당시 그는 아마 아직 이 발명의 가치를 진정으로 깨닫지 못했을 것이다. 노벨상을 받은 후, 그는 "내가 발명한 집적 회로가 전자공업에 매우 중요하다는 것을 알지만, 나는 그 응용이 오늘처럼 광범위할 것이라고는 생각해 본 적이 없다" 고 말했다.
영향
집적 회로는 트랜지스터를 교체하여 전자 제품의 다양한 기능을 개발하기 위한 길을 닦고 비용을 크게 절감했으며, 3 세대 전자 장비가 무대에 들어섰습니다. 그것의 탄생은 마이크로프로세서의 출현을 가능하게 하고, 컴퓨터를 일반인이 접근할 수 있는 일상적인 도구로 만든다. 통합 기술의 응용은 일반적인 휴대용 전자 계산기와 같은 더 편리하고 빠른 전자 제품을 탄생시켰는데, 이는 키르비가 집적 회로에 이어 새로 발명한 것이다. 오늘까지 실리콘 소재는 여전히 우리 전자 기기의 주요 재료이다.
노벨상
2000 년 집적 회로가 나온 지 42 년 만에 사람들은 마침내 그와 그의 발명의 가치를 깨닫고 노벨 물리학상을 받았다. 노벨위원회는 키르비를 "현대 정보기술의 기초를 다졌다" 고 평가했다. 1959 년, 비조 반도체 회사의 로버트 로이스는 더 복잡한 실리콘 집적 회로를 신청해 즉시 상업 분야에 투입했다. 하지만 킬비가 먼저 특허를 신청했기 때문에 로이스는 집적 회로의 공동 발명가로 여겨졌다. 로이스는 1990 에서 사망했고 노벨상을 놓쳤다. 잭 킬비는 겸손하다. 그는 평생 60 여 개의 특허를 가지고 있었지만, 수상 소감에서 "내 일은 회로 구성 요소의 새로운 시각을 도입하여 새로운 영역을 개척했을 것 같다" 고 말했다. 이후 대부분의 성과는 내 일과 직접적인 연관이 없다.
회로는 전원, 스위치, 케이블 및 전기 기기의 네 부분으로 구성됩니다. 실제 회로는 매우 복잡하다. 따라서 회로의 본질을 분석하기 위해 일반적으로 기호는 회로의 실제 구성요소와 연결 선, 즉 회로도라고 하는 선을 나타내는 데 사용됩니다. 여기서 와이어 및 보조 장치를 총체적으로 중간 링크라고 합니다.
전원은 전기를 공급하는 장치이다. 전원의 역할은 비전전 에너지를 전기로 변환하는 것이다. 예를 들어, 배터리는 화학 에너지를 전기로 변환합니다. 발전기는 기계적 에너지를 전기로 변환합니다. 비전전 에너지는 여러 가지가 있기 때문에 전기로 전환하는 방법도 여러 가지가 있다. 전원은 전압원과 전류원 두 가지로 나뉜다. 같은 크기의 전압원만 병행할 수 있고, 같은 크기의 전류원 연결도 허용됩니다. 전압원은 단락할 수 없고, 전류원은 분리할 수 없다.
회로에서 전기를 사용하는 다양한 장치를 통칭하여 부하라고 한다. 부하의 작용은 전기를 다른 형태의 에너지로 변환하는 것이다. 예를 들어, 전기로는 전기를 열로 변환합니다. 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 등. 일반적으로 사용되는 조명기, 가전제품, 공작기 등. 부하라고 부를 수 있습니다.
연결선은 전원 공급 장치, 부하 등의 보조 장치를 닫힌 루프에 연결하여 전기를 전달하는 역할을 합니다.
보조 장치 보조 장치는 회로를 제어, 할당, 보호 및 측정하는 데 사용됩니다. 보조 장비에는 다양한 스위치, 퓨즈, 전류계, 전압계 및 측정 기기가 포함됩니다.
직렬 회로 연결은 회로 구성요소를 연결하는 기본 방법 중 하나입니다. 회로 요소 (예: 저항, 콘덴서, 인덕턴스, 전기 등). ) 하나씩 꼬리를 잇다.
모든 전기기구가 직렬로 연결된 회로를 직렬회로라고 한다.
스위치는 어느 위치에서든 전체 회로를 제어합니다. 즉, 그 기능은 그 위치와 관련이 없습니다. 전류는 단 하나의 통로일 뿐, 한 등불을 흐르는 전류는 반드시 다른 등불을 통과해야 한다. 만약 한 등불이 꺼지면, 다른 등불도 반드시 꺼져야 한다.
장점: 한 회로에서 스위치를 통해 모든 기기를 제어하려면 직렬 회로를 사용할 수 있습니다.
단점: 어딘가에서 끊기만 하면 전체 회로가 개방된다. 즉, 연결된 전자 부품이 제대로 작동하지 않습니다.
직렬 회로의 총 저항은 전자 부품 저항의 합과 같고, 곳곳의 전류는 같고, 총 전압은 곳곳의 전압의 합과 같다.
병렬 회로 병렬 회로는 병렬 회로 구성 요소 사이의 전류를 하나 이상의 독립 경로로 만드는 두 가지 기본 방법 중 하나입니다. 예를 들어 간단한 회로에는 전구 두 개와 9 V 배터리 한 개가 있습니다. 두 개의 전구가 각각 두 세트의 전선을 통해 배터리에 연결된 경우 두 개의 전구가 병렬로 연결됩니다.
특징: 전기 제품은 서로 영향을 미치지 않습니다. 한 지류 가전제품이 손상되어 다른 지로는 영향을 받지 않는다.
회로물리학
회로의 기능은 전기를 다른 형태의 에너지로 변환하는 것이다. 따라서 회로의 상태와 각 부분 간의 에너지 전환 관계를 나타내는 물리적 양을 사용합니다.
전류의 의미는 실제로 두 가지 의미를 가지고 있다. 첫째, 전류는 일종의 물리적 현상, 즉 전하의 규칙적인 운동이 전류를 형성한다는 것이다. 둘째, 원래 전류의 크기는 전류 강도로 표시됩니다. 전류 강도는 단위 시간 동안 도체 횡단면을 통과하는 전하량으로 암페어 (라이브러리/초), 약어로 암페어, 대문자 A 로 표시됩니다. 그러나 전류 강도는 일반적으로 전류라고 합니다. 그래서 전류는 하나의 물리량을 나타냅니다. 이것은 전류의 2 층 의미입니다.
전류의 방향, 실제 방향과 전류의 양의 방향은 두 가지 다른 개념이므로 혼동해서는 안 된다.
습관적으로 양전하 운동의 방향을 전류의 방향으로 삼는 것이 전류의 실제 방향이나 실제 방향이다. 그것은 객관적으로 존재하고 임의로 선택할 수 없다. 간단한 회로에서 전류의 실제 방향은 전원 또는 전압의 극성에 의해 쉽게 결정될 수 있습니다.
그러나 복잡한 DC 회로에서는 회로의 특정 전류 세그먼트의 실제 방향을 미리 결정하기가 어렵습니다. AC 회로에서 전류의 크기와 방향은 시간에 따라 변한다. 이때 계산 회로의 수요를 분석하기 위해 전류 참조 방향의 개념을 도입했다. 이를 가설 양의 방향이라고도 한다.
양의 방향이란 한 회로에서 전류의 두 가지 가능한 실제 방향 중 하나를 참조 방향 (즉, 양의 방향) 으로 임의로 선택하는 것을 말합니다. 실제 전류 방향이 가정된 양의 방향과 같으면 전류는 양수입니다. 실제 전류 방향이 가설의 양수 방향과 반대일 때 전류는 음수이다.
한편, 같은 회로의 경우 양의 방향이 다르기 때문에 전압과 전세의 개념을 비교할 수 없습니다. 전기장 중 한 점의 전세는 그 점과 기준점 사이의 전압으로, 전세는 전압의 특수한 형태이며, 양수이거나 음수일 수 있다는 것을 알 수 있다. 특히 회로에서 전류의 양의 방향이 결정되면 분석 계산 과정 전반에 걸쳐 이를 기반으로 해야 하며 변경이 허용되지 않습니다.
수치적으로 볼 때, AB 두 점 사이의 전압은 전기장력이 단위 양전하를 A 점에서 B 점으로 옮기는 작업이다. 전기장 중 한 점의 전세는 전기장력이 단위 양전하를 그 지점에서 참조점으로 옮기는 것과 같다. 。 전세에 있어서 참조점은 매우 중요하다. 같은 회로에서 다른 참조점을 선택하면 같은 점의 전위 값이 다릅니다.
원칙적으로 참조점을 임의로 선택할 수 있습니다. 전기 공학 분야에서는 일반적으로 회로에서 연결점을 참조점으로 선택하고, 전자 회로에서는 하우징을 참조점으로 선택합니다.
실제 응용에서는 두 점 사이의 전압만으로는 충분하지 않으며, 이 두 점 중 어느 것이 높고 어느 전위가 낮은지 알아야 한다. 예를 들어 반도체 다이오드의 경우 양극 전위가 음극 전위보다 높을 때까지 전달되지 않습니다. DC 모터의 경우 권선 양끝의 전세가 다르고 모터의 회전 방향도 다를 수 있습니다. 실제 사용의 필요성으로 인해 우리는 전압의 극성, 즉 방향 문제를 도입해야 한다.
회로의 다른 형태의 에너지가 전기로 변환되어 발생하는 전위차를 전동력이라고 합니다. 단위는 볼트 인 문자 e 로 표시됩니다. 회로에서 기전력은 일반적으로 기호 δ로 표시됩니다.
물리학에서, 전력을 소비하는 속도는 전력으로 표현된다. 전력은 P 로, 단위는 와트이고, 기호는 W 이며, 단위 시간 내에 전류가 수행하는 작업을 전력이라고 합니다. 전구를 예로 들다. 전력이 클수록 전구가 밝아집니다. 전구의 밝기는 전류, 전압, 전기, 저항이 아니라 실제 전력에 의해 결정된다! -응? [5]?
중요한 법칙 옴의 법칙: 같은 회로에서 도체의 전류는 도체의 양끝에 있는 전압에 비례하며 도체의 저항에 반비례한다. 기본 공식은 I=U/R (전류 = 전압/저항) 입니다.
노턴 정리: 전압원과 저항으로 구성된 모든 2 단 네트워크는 항상 이상적인 전류원과 저항의 병렬 네트워크와 동등할 수 있습니다.
데이비닝 정리: 모든 전압원과 저항으로 구성된 2 단 네트워크는 항상 이상적인 전압원과 저항의 연결 네트워크와 동일할 수 있습니다.
비선형 부품이 포함된 회로를 분석하려면 좀 더 복잡한 법칙이 필요하다. 실제 회로 설계에서 회로 분석은 컴퓨터 분석 및 시뮬레이션을 통해 수행됩니다.
선형 요소의 중요한 정리입니다. 선형 저항에서 전압 또는 전류는 회로의 개별 전원 공급 장치가 단독으로 작동할 때 발생하는 전압 또는 전류의 중첩입니다.
N 개의 노드와 b 개의 분기가 있는 회로의 경우 각 분기의 전류 및 전압이 관련 참조 방향 (I 1, I2, … 1) 을 취한다고 가정합니다
이중 회로에서 일부 구성요소 간의 관계 (또는 방정식) 는 이중 구성요소의 교환을 통해 변환할 수 있습니다. 이중성의 내용에는 회로 토폴로지, 회로 변수, 회로 구성요소, 일부 회로 공식 (또는 방정식) 및 정리가 포함됩니다.
모든 회로가 작동 중일 때 각 구성 요소 또는 회로에는 에너지 사용, 즉 전력 사용이 있으며, 모든 회로의 전력 사용을 회로 전력이라고 합니다.
회로 또는 회로 구성요소의 동력은 동력 = 전압 * 전류 (P=I*V) 로 정의됩니다.
자연의 에너지는 파괴되지 않는다. 내재적인 법칙, 에너지 보존 법칙이 있다.
총 회로 전력 = 회로 전력+회로 구성요소당 전력. 예: 전원 공급 장치 (I*V)= 회로 (I*V)+ 구성요소 (I*V)
회로의 에너지는 때때로 열에너지 또는 복사에너지로 전환된다 ... 에너지가 공기로 들어가는 등 회로 또는 회로 구성 요소가 열을 내는 이유다. 모든 전기가 회로에서 형성되는 것은 아니다. 총 에너지 = 전기+열+복사 에너지+기타 에너지.
직렬 회로
1. 전류가 도처에 같음: I 항상 = I 1 = I 2 = I 3 =...= In.
2. 총 전압은 모든 전압의 합계와 같습니다. Utotal = U 1+U2+U3+...+UN.
3. 등가 저항은 저항의 합과 같습니다. r total = r 1+R2+R3+...+RN.
(가전제품을 늘리는 것은 길이와 저항을 늘리는 것과 같다)
4. 총 전력은 모든 전력의 합계와 같습니다. p 합계 = p1+p2+P3+...+pn.
5. 총 전력은 모든 전력의 합계와 같습니다. W total = W 1+W2+...+WN.
6. 총 전기 가열은 전기 가열의 합과 같습니다. Q total = Q 1+Q2+...+QN.
7. 등가 커패시턴스의 역수는 각 커패시턴스의 역수 합과 같습니다: 1/C 합계 =1/c1+1/C2+/
8. 전압 분포, 전력, 전력, 전기 가열률은 저항에 비례한다: (t 동일)
U 1/U2=R 1/R2, W 1/W2=R 1/R2, p 또는 u1/U2 = w1/w2 = p1/p2 = q1/Q2 =;
9. 한 회로에서 모든 가전제품을 제어하려는 경우 직렬 회로를 사용할 수 있습니다.
병렬 회로
1. 각 분기의 양쪽 끝에 있는 전압은 동일하며 전원 공급 장치의 양쪽 끝에 있는 전압과 같습니다.
U 합계 = U 1 = U2 = U3 =...= UN
2. 주 전류 (또는 총 전류) 는 각 분기 전류의 합계와 같습니다.
난 항상 = I1+I2+i3+...+in;
총 저항의 역수는 각 분기 저항의 역수와 같습니다.
1/R 합계 =1/r1+1/R2+1/R3/
(가전제품을 늘리는 것은 단면적을 늘리고 저항을 줄이는 것과 같다)
4. 총 전력은 모든 전력의 합계와 같습니다. p 합계 = p1+p2+P3+...+pn;
5. 총 전력은 모든 전력의 합계와 같습니다. W total = W 1+W2+...+WN.
6. 총 전기 가열은 전기 가열의 합과 같습니다. Q total = Q 1+Q2+...+QN.
7. 등가 커패시턴스는 각 커패시터의 커패시턴스의 합과 같습니다: C 1+C2+C3+...+CN.
8. 한 회로에서 가전제품을 독립적으로 제어하려는 경우 병렬 회로를 사용할 수 있습니다.