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20. Magnetic Materials & Dia / Para / Ferromagnetism 1,  Magnetic materials 물체의 외부에 electric field가 작용할 때, atomic scale에서 electron을 정렬하여 물체를 permenant electric diapoles로 만드는데에는 electric field의 세기가 세고, temperature가 낮을수록 가능성이 높아진다. 이와 같이, 물체의 외부에 magnetic field가 작용할 때, atomic scale에서 물체를 permanent magnetic diapole로 만드는데에는 magnetic field의 세기가 세고, temperature가 낮을수록 가능성이 높아진다. 2. Diamagnetism Diamagnetism은 외부의 자기장에 약하게 repel하는 물질의 성질을 말한다.  외부의 magneti..
5. Combinational logic 1. Functional specification of circuit 우리는 combinational system의 functional specification으로 truth table을 사용할 수 있다. Specification하는데 있어서 불필요한부분을 제거하고 명확하게 기능을 기술한다   Table의 row는  $2^n$ 이므로 입력값이 많아질수록 row의 길이가 너무 길어지는 문제점이 있다.   또 다른 방법으로 boolean expression을 사용할 수 있다. 위의 식은 sum of product 형태이며, 입력의 조합을 각각 넣고 계산하여 truth table로 변환될 수 있다. 반대로, truth table을 sum of product형태의 boolean expression으로 변환할 수..
4. CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) - 2 1. CMOS Architecture 1) Stable MOSFETCMOS는 V_GS의 크기에 의해 current가 흐르게하는 switch로서 control되는데, 이러한 V_GS가 제대로 입력되지 않았을 때, NFET의 경우 GND가 Source와 Bulk에 연결되지 않으면(floating 상태) 정확한 동작을 보장할 수 없다. PFET의 경우 가장 높은 voltage인 V_DD(공급전압)에 연결되어야 한다. 따라서, 입력이 없을 때(0)  off(low, 0)상태를 유지해야하는 pulldown circuit은 NFET을, 입력이 없을 때(0)  on(high, 1)상태를 유지해야하는 pullup circuit은 PFET을 사용해야 한다. 2) CMOS Inverter  NFET, PFET을 연결한 I..
3. CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) - 1 1. MOSFET : Physical View 우리가 원하는 combinational device는 noise margin을 갖고, VTC인 gain > 1, nonlinearity를 만족해야 한다.또한, 싸고 크기가 작아야 하며 추가적인 power의 공급없이도 voltage를 유지할 수 있어야 한다. 이러한 combinational device를 조합하여 유용한 기능을 만들 수 있어야 한다.  MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) 이란,  4개의 terminal을 가진  voltage-controlled switch이다. 각각의 terminal은 Gate, Bulk, Source, Drain이다. 기본적으로 MOSFET의 크기는 나노미터..
19. Inductance & RL circuit & Magnetic field energy 1. Inductance circuit에 current가 흐를 때, current의 크기에 비례한 magnetic flux가 생성된다.  따라서, $\phi_B = LI$ 라고 쓸 수 있고, L을 self-inductance라고 부르며 geometry특성과 관련되어있다. current는 계속해서 변화할 수 있으므로, 이에 의한 magnetic field의 변화가 생기고 이에 반발하는 induced EMF가 생성된다. Faraday's law에 의해 $EMF_{ind} = -\frac{d\phi_B}{dt} = - L\frac{dI}{dt}$ 이다.  Solenoid를 생각해보자. solenoid의 magnetic field $B = \mu_0 I \frac{N}{l}$ 이다. Solenoid를 관통하는 ..
18. Superconductor & Magnetic levitation 1. Superconductor superconductor은 electric resistivity가 0인 conductor이다. 이 현상은 quantum mechanics로 이해가 가능하다 . 온도가 absolute zero 부근으로 떨어지면, 이런 현상이 일어난다. 하지만 1986년에 그보다 더 높은 온도에서도 superconductor이 되는것이 가능한것으로 확인되었다.  superconductor에서 resistivity = 0 이므로, semiconductor내부에 potential difference가 존재할 수가 없다.  만약, potential difference가 존재한다면 V=IR에서, R = 0이므로, I는 무한대의 값이 된다.  Potential difference가 존재하지 않는다는..
17. Displacement Current & Synchronous Motors 1. Displacement Current capacitor를 통해 전류가 흐를 때, ampere's rule을 적용해보았을 때 capacitor의 radius = R 이라고 놓았을 때, r>R 인 위치에서 closed loop를 penetrate하는 current가 0이고, 따라서 해당위치에서 magnetic field값은 0이다.   하지만, 실제로 magnetic field를 측정해보면 magentic field값은 0이 아니다. maxwell은 magnetic field의 변화가 electric field를 유도하였듯이, electrid field의 변화가 magnetic field를 유도할 것이라고 예측하였고, capacitor사이의 electric field의 변화는 magnetic field..
2. Digital Abstraction 1. Concrete Encoding of information 우리는 information을 bits로 encoding할 수 있었다. 그렇다면 이러한 bits를 어떻게 물리적으로 encoding할 수 있을까? 여러가지를 이용할 수 있지만, 다음과 같은 조건을 만족하는 것이 좋다.- Small, Inexpensive,- Stable, Reliable, Repeatable- Easy to access, transformaion, combine, transmit, store 우리는 주로 Electric phenomenon인 voltages, phase, current, frequency 등을 이용하여 encoding할 수 있다.상황에 맞는 응용에 맞게 최선을 선택해서 사용하면 된다. 여기서는 Voltage를..

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