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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..
1. Basics of information 1. Information이란? Information이란, uncertainty를 resolve하며 주고받는 data를 말한다(Claude Shannon, 1948)Uncertainty를 더 많이 resolve 할수록, 더 많은 information이 전달되는 것이다. 예를 들어서, card를 랜덤으로 선택하고 card에 대한 정보를 준다고 해보자.  1) 카드는 하트이다.2) 카드는 다이아몬드 킹이다. 1은 13개의 가능성을 남아있게 하고, 2는 오직 1개의 가능성을 남아있게 한다.따라서, 2가 더 많은 정보를 전달한다. 2. Qantifying information 우리가 어떠한 값 $x_i$를 받았을 때, 해당 값이 나올 확률을 $p_i$이라면 받은 정보는 $I(x_i) = log_{2}(\frac..
16. Motional EMF & Eddy current 1. Motional EMFclosed loop와 그것을 관통하는 magnetic field를 생각해보자.  $\phi_B$는 Magnetic field vector B와 area vector A와의 dot product를 open surface integral한 것이다. 초기에 B와 A의 각도가 0이라고 가정했을 때, closed loop를 일정한 angular velocity w로 회전시키면 $\phi_B = ABcos(wt)$ 이다. EMF는 $-\frac{d\phi_B}{dt}$ 이므로, EMF = $ABwsin(wt)$ 가 된다. 따라서, induced current $I(t) = ABwsin(wt/R)$ 이된다. 이러한 sinusodial 형태의 current를 alternating curre..
15. Electromagnetic induction 1. Electromagnetic induction Steady current는 steady magnetic field를 induce한다. 이와 같이 Faraday는 steady magnetic field가 steady current를 induce할 것으로 보았으나, Changing magnetic field가 current를 induce하는 것을 발견했다(Electromagnetic induction) square conducting wire에 magnet을 이동시키면, magnetic field의 변화와 반하는방향으로 magnetic field가 induced 되고(Lenz's law), right hand rule를 따르도록 current의 induction으로 이어진다(current가 magnet..

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