아날로그 회로 설계

커리큘럼

1. 전압, 전류, 전력과 보존 법칙
   • 전압은 이름표가 아니라 두 지점의 차이개념

     기준 노드를 정하고 단위를 환산한 뒤 저항 양단의 전압을 계산합니다.

   • 전류, 전력과 부품의 한계개념

     전하의 흐름과 에너지의 전달을 구분하고 저항의 소비 전력을 확인합니다.

   • KCL과 KVL로 회로 방정식 세우기개념

     분압 회로의 전류와 전압을 일관된 부호로 계산합니다.

   • 확인 문제: 부호가 일관된 분압 계산이해 확인

     다음 단계로 넘어가기 전에 모델, 계산, 결과 해석을 확인합니다.

2. 노드 해석, 등가 회로와 부하 효과
   • 여러 전원에 연결된 노드 해석하기개념

     회로도를 하나의 노드 방정식으로 바꾸고 각 가지의 전류를 검산합니다.

   • 테브난 등가 회로로 부하 동작 표현하기개념

     선형 전원 회로를 개방 전압과 직렬 저항으로 치환합니다.

   • 측정값을 바꾸는 부하 효과개념

     입력 임피던스가 무한하다고 가정하지 않고 계측기와 증폭기의 부하 효과를 계산합니다.

   • 실습: 부하가 연결된 분압 회로 예측과 시뮬레이션실습

     DC 동작점을 계산하고 전원 전류와 부하 전류를 구분합니다.

3. 저장 에너지와 시간 응답
   • 전압 변화와 전류를 연결하는 커패시터개념

     정전용량, 전하, 에너지와 초기 조건을 일관되게 사용합니다.

   • 전류 변화와 전압을 연결하는 인덕터개념

     RL 시정수를 계산하고 인덕터 전류의 연속성을 이해합니다.

   • RC 계단 응답의 초기값, 최종값과 시정수개념

     커패시터에서 바라본 저항으로 충전, 방전과 안정화 시간을 예측합니다.

   • 확인 문제: 커패시터 부하와 안정화이해 확인

     다음 단계로 넘어가기 전에 모델, 계산, 결과 해석을 확인합니다.

4. 페이저와 주파수 응답
   • 정현파 정상 상태를 표현하는 페이저개념

     복소 임피던스를 사용하고 실효값, 피크값과 위상을 구분합니다.

   • 보드 선도에서 크기와 위상 읽기개념

     1차 회로의 코너 주파수와 데시벨을 계산하고 의미 있는 검사 주파수를 정합니다.

   • 실습: 시정수와 AC 코너 연결하기실습

     같은 회로로 과도 해석과 소신호 AC 해석을 수행합니다.

   • 확인 문제: 실효값과 저역통과 코너이해 확인

     다음 단계로 넘어가기 전에 모델, 계산, 결과 해석을 확인합니다.

5. 다이오드와 트랜지스터의 동작점
   • 질문에 맞는 다이오드 모델을 선택하기개념

     일정한 순방향 전압 강하 근사로 회로를 계산하고, 그 근사가 성립하는 범위와 한계를 확인합니다.

   • BJT 바이어스로 소신호가 움직일 여유 만들기개념

     이미터 저항을 사용하는 BJT의 동작점과 소신호 이득을 근사하고, 각 계산의 가정을 구분합니다.

   • MOSFET 바이어스와 제곱 법칙 모델의 한계개념

     문턱 전압, 오버드라이브, 동작 영역, 소신호 이득을 구분하고 모델 가정이 일관되는지 확인합니다.

   • 확인 문제: 가정과 맞지 않는 트랜지스터 바이어스이해 확인

     다음으로 넘어가기 전에 모델, 계산, 결과의 해석을 확인합니다.

6. 연산 증폭기와 피드백
   • 음의 피드백과 가상 단락이 성립하는 조건개념

     두 입력 전압이 비슷해지는 이유를 설명하고, 그 근사에 정상적인 피드백 루프가 필요한 이유를 확인합니다.

   • 전류의 균형으로 해석하는 반전 증폭기개념

     반전 이득과 입력 저항을 계산하고, 전원 중간값을 기준으로 움직이는 출력을 구합니다.

   • 입력 변화의 극성을 유지하는 비반전 증폭기개념

     기준 전압을 중심으로 이득을 설계하고, 버퍼의 전압 격리와 부하 전류 공급 능력을 구분합니다.

   • 출력 범위, 대역폭, 슬루율을 각각 확인하기개념

     이상적인 이득을 믿기 전에 직류 신호 여유와 소신호·대신호 속도 조건을 검사합니다.

7. 필터와 잡음
   • 출력 노드에 따라 저역통과 또는 고역통과 선택하기개념

     소스 저항과 부하 저항을 포함하여 1차 필터의 통과대역 이득과 차단 주파수를 설계합니다.

   • 실습: 증폭과 필터링을 나누어 검증하기실습

     교육용 이득 회로와 RC 극점을 시뮬레이션하고, 모델에 포함되지 않은 실제 소자 특성을 명시합니다.

   • 대역폭에 따라 달라지는 잡음 오차 예산개념

     저항의 열잡음을 추정하고, 독립적인 잡음 기여를 제곱합의 제곱근으로 합칩니다.

   • 확인 문제: 신호 대역폭과 잡음 대역폭이해 확인

     다음으로 넘어가기 전에 모델, 계산, 결과의 해석을 확인합니다.

8. 측정, 회로도 구성, 센서 종합 설계
   • 부품 허용오차와 측정 불확도를 별도로 계산하기개념

     통과 기준을 고르기 전에 차단 주파수와 이득의 최악 조건을 계산합니다.

   • 연결표에서 신뢰할 수 있는 회로도로 옮기기개념

     특정 편집기의 해석 기능을 전제하지 않고 저전압 회로를 그린 뒤 연결과 값을 점검합니다.

   • 종합 실습: 저전압 센서 증폭기와 필터실습

     이득 11의 센서 신호 경로를 설계·시뮬레이션하고, 실제 소자에 필요한 검사를 명확히 설명합니다.

   • 최종 확인: 검증 근거와 종합 설계의 한계이해 확인

     다음으로 넘어가기 전에 모델, 계산, 결과의 해석을 확인합니다.