숙련된 기술자와 열정적인 발명가가 함께 저술한 이 책은 전자공학의 진수를 제대로 보여준다. 여러분이 전자공학도로, 메이커로, 발명가로 한 걸음 더 내딛는 데 필요한 모든 지침과 구성도, 그림을 싣고 있으며, 이를 통해 적절한 부품을 선택하고, 회로를 설계해 제작하고, 마이크로컨트롤러 및 IC를 사용하고, 최신 소프트웨어 도구를 고르고, 완성된 창작물을 검사 및 수정하는 방법을 제공한다. 따라 하며 익히기에 좋은 이 책은 여러분의 전자공학 지식을 넓히고, 멋진 창작물을 만들기 위한 기술을 구축하는 새로운 지침을 제공할 것이다.
이 책의 주요 내용
저항기, 커패시터, 인덕터, 변압기
다이오드, 트랜지스터, 집적 회로
광 전자기기, 태양 전지, 광트랜지스터
센서, GPS 모듈, 터치스크린
연산 증폭기, 조정기, 전원 공급장치
디지털 전자기기, LCD 디스플레이, 논리 게이트
마이크로컨트롤러, 프로토타입 제작용 플랫폼
조합형 및 순차형 프로그래머블 로직
DC 모터, RC 서보, 스테퍼 모터
마이크, 오디오 증폭기, 스피커
모듈형 전자기기와 프로토타입
지은이 소개
폴 슈레즈(Paul Scherz)
위스콘신 대학교에서 물리학 석사 학위를 받고 시스템 운영 관리자로 일하고 있으며, 전자공학 분야에 관심 많은 발명가이기도 하다. 대학교의 원자핵공학 및 기초공학 부서와 플라스마 물리학 부서에서 능력을 인정받고 있다.
사이먼 몽크(Simon Monk)
사이버네틱스와 컴퓨터 과학 분야의 석사 학위를 취득한 소프트웨어 공학 박사다. 산업 현장으로 복귀하기 전에 대학에 다년간 있었고, 모바일 소프트웨어 회사인 모모트(Momote) 주식회사의 공동 설립자이기도 하다. 전자공학과 오픈소스 하드웨어 분야에서 잘 알려진 전업 작가다. 다양한 전자공학 도서들을 저술했는데, 그중에는 《스케치로 시작하는 아두이노 프로그래밍》(Programming Arduino), 《해킹 일렉트로닉스》(Hacking Electronics), 《파이썬으로 시작하는 라즈베리 파이》(Programming the Raspberry Pi) 등이 있다.
옮긴이 소개
박진수
다양한 정보기술 분야 경력과 저술/번역 경험을 바탕으로 IT 융·복합 사업을 꿈꾸는, 1인 회사 ‘리율’의 대표다. 옮긴 책으로는 《해킹 일렉트로닉스》와 《ggplot2》 등이 있다.
차례
CHAPTER 1 전자공학 소개1
CHAPTER 2 이론5
2.1 전자공학 이론 5
2.2 전류 6
2.2.1 전류의 실상 9
2.3 전압 9
2.3.1 전압 메커니즘 11
2.3.2 전압과 일반 전력 법칙의 정의 14
2.3.3 전지 결합 15
2.3.4 그 밖의 전압원 16
2.3.5 물에 비유하기 17
2.4 전도 현상의 미시적 고찰 18
2.4.1 전압 인가 21
2.5 저항, 저항률, 전도율 23
2.5.1 도체의 모양이 저항에 영향을 주는 방식 24
2.5.2 저항률과 전도율 25
2.6 부도체, 도체, 반도체 28
2.7 열과 전력 31
2.8 열전달 및 열저항 34
2.8.1 전열기를 다룰 때 유의할 점 37
2.9 와이어 게이지 38
2.10 접지 40
2.10.1 대지 접지 41
2.10.2 접지 기호의 다른 형식 45
2.10.3 땅에 느슨하게 늘어뜨려 접지하기 46
2.11 전기회로 49
2.12 옴의 법칙과 저항기 50
2.12.1 저항기의 전력 정격 51
2.12.2 병렬 저항기 52
2.12.3 직렬로 둔 저항기 55
2.12.4 복잡한 저항기 회로망 간소화 58
2.12.5 다중 전압 분할기 60
2.13 전압원과 전류원 62
2.14 전압, 전류, 저항 측정 65
2.15 전지 연결 67
2.16 개방 회로와 단락 회로 68
2.17 키르히호프의 법칙 70
2.18 중첩 정리 75
2.19 테브난의 정리와 노턴의 정리 76
2.19.1 테브난의 정리 76
2.19.2 노턴의 정리 78
2.20 교류 회로 80
2.20.1 교류 생성 81
2.20.2 교류와 물의 비교 82
2.20.3 맥동성 직류 83
2.20.4 정현파 원천 결합 83
2.20.5 교류 파형 84
2.20.6 교류 파형 서술 85
2.20.7 주파수와 단주기 86
2.20.8 위상 86
2.21 교류와 저항기, RMS 전압, 전류 88
2.22 주전력 92
2.23 커패시터 95
2.23.1 정전용량 결정 97
2.23.2 상용 커패시터 99
2.23.3 전압 정격 및 절연 파괴 100
2.23.4 맥스웰의 변위 전류 100
2.23.5 커패시터를 통한 전하 기반 전류 모델 102
2.23.6 물에 비유하는 커패시터 104
2.23.7 커패시터 내 에너지 105
2.23.8 RC 시간 상수 106
2.23.9 표류 정전용량 108
2.23.10 병렬로 둔 커패시터 108
2.23.11 직렬로 둔 커패시터 109
2.23.12 커패시터 내 교류 전류 110
2.23.13 용량성 반응저항 111
2.23.14 용량 분할기 113
2.23.15 품질 계수 113
2.24 인덕터 114
2.24.1 전자기학 115
2.24.2 자기장과 그 영향 117
2.24.3 자체 인덕턴스 121
2.24.4 인덕터 122
2.24.5 물에 비유해 보는 인덕터 127
2.24.6 인덕터 방정식 128
2.24.7 인덕터 내 에너지 132
2.24.8 인덕터 심 133
2.24.9 인덕터 방정식 이해하기 138
2.24.10 RL 회로 가압 141
2.24.11 감압 RL 회로 143
2.24.12 스위칭으로 인한 전압 스파이크 145
2.24.13 곧은 전선의 인덕턴스 147
2.24.14 상호 인덕턴스와 자기 결합 148
2.24.15 부당한 결합 스파이크, 번개, 그 밖의 파동 149
2.24.16 직렬 또는 병렬로 둔 인덕터 149
2.24.17 교류와 인덕터 150
2.24.18 유도 반응저항 151
2.24.19 이상적이지 않은 인덕터 모형 153
2.24.20 품질 계수 154
2.24.21 인덕터 응용기기 155
2.25 복잡한 회로 모델링 155
2.26 복소수 159
2.27 정현파원이 있는 회로 164
2.27.1 복소 임피던스를 사용한 정현파 회로 분석 164
2.27.2 복소수로 표현하는 정현파 전압원 167
2.27.3 반응 회로의 이상 현상 175
2.28 교류 회로 내 전력(피상 전력, 유효 전력, 반응 전력) 176
2.28.1 역률 178
2.29 교류 형태에 관한 테브난의 정리 186
2.30 공진 회로 188
2.30.1 RLC 회로 내 공진 191
2.30.2 품질 계수 Q와 대역폭 193
2.30.3 대역폭 194
2.30.4 RLC 공진 회로 내 부품 간 전압 강하 195
2.30.5 커패시터 손실 195
2.30.6 병렬 공진 회로 196
2.30.7 부하 회로의 Q 202
2.31 데시벨 강의 204
2.31.1 데시벨을 대체하는 표시 206
2.32 입력 및 출력 임피던스 207
2.32.1 입력 임피던스 207
2.32.2 출력 임피던스 208
2.33 2포트 회로망과 필터 210
2.33.1 필터 210
2.33.2 감쇠기 220
2.34 과도 회로 222
2.34.1 직렬 RLC 회로 230
2.35 주기적 비정현파원이 있는 회로 235
2.35.1 푸리에 급수 235
2.36 비주기적 원천 241
2.37 스파이스 244
2.37.1 스파이스의 작동 방식 245
2.37.2 스파이스 및 그 밖의 시뮬레이터의 한계 248
2.37.3 간단한 시뮬레이션 사례 248
CHAPTER 3 기본 전기 회로 부품251
3.1 전선, 케이블, 커넥터 251
3.1.1 전선 251
3.1.2 케이블 254
3.1.3 커넥터 255
3.1.4 배선 기호와 커넥터 기호 258
3.1.5 전선 및 케이블 내 고주파 효과 259
3.2 전지 269
3.2.1 셀의 작동 방식 270
3.2.2 1차 전지 271
3.2.3 1차 전지 비교 272
3.2.4 2차 전지 275
3.2.5 전지 용량 283
3.2.6 전지 내 내부전압 강하에 관한 참고사항 285
3.3 스위치 286
3.3.1 스위치 작동 방식 286
3.3.2 스위치에 관한 설명 286
3.3.3 스위치 종류 288
3.3.4 간단한 스위치 응용기기 290
3.4 계전기 291
3.4.1 특수한 계전기 292
3.4.2 계전기에 관한 몇 가지 주의사항 293
3.4.3 간단한 계전기 회로 중 일부 294
3.5 저항기 295
3.5.1 저항과 옴의 법칙 296
3.5.2 직렬이나 병렬로 둔 저항기 297
3.5.3 저항기 레이블 판독 300
3.5.4 실물 저항기 특성 302
3.5.5 저항기 종류 309
3.5.6 가변 저항기(가감저항기, 전위차계, 트리머) 315
3.5.7 전위차계 특성 317
3.6 커패시터 320
3.6.1 정전용량 321
3.6.2 병렬로 둔 커패시터 322
3.6.3 직렬로 둔 커패시터 322
3.6.4 RC 시간 상수 323
3.6.5 용량성 반응저항 324
3.6.6 실물 커패시터 325
3.6.7 커패시터 사양 325
3.6.8 커패시터 종류 329
3.6.9 커패시터 응용기기 337
3.6.10 타이밍과 표본 유지 343
3.6.11 RC 잔결 필터 344
3.6.12 아크 억제 346
3.6.13 슈퍼커패시터 응용기기 348
3.6.14 문제 348
3.7 인덕터 351
3.7.1 인덕턴스 352
3.7.2 인덕터 구축 353
3.7.3 직렬 및 병렬 인덕터 354
3.7.4 RL 시간 상수 354
3.7.5 유도 반응저항 355
3.7.6 실물 인덕터 356
3.7.7 인덕터 사양 356
3.7.8 인덕터 종류 358
3.7.9 인덕터 레이블 판독 361
3.7.10 인덕터 응용기기 363
3.7.11 EMI/EMC 설계 기법 366
3.8 변압기 368
3.8.1 기본 동작 368
3.8.2 변압기 제작 379
3.8.3 단권변압기와 가변 변압기 380
3.8.4 회로 격리와 격리 변압기 383
3.8.5 다양한 표준 변압기와 특수 변압기 384
3.8.6 변압기 응용기기 385
3.9 퓨즈와 회로 차단기 390
3.9.1 퓨즈와 회로 차단기 형식 391
CHAPTER 4 반도체393
4.1 반도체 기술 393
4.1.1 반도체란 무엇인가? 393
4.1.2 실리콘 응용기기 398
4.2 다이오드 399
4.2.1 PN 접합 다이오드의 작동 방식 399
4.2.2 물에 비유해 본 다이오드 401
4.2.3 정류기/다이오드 종류 402
4.2.4 실용적인 고려사항 403
4.2.5 다이오드/정류기 응용기기 404
4.2.6 제너 다이오드 412
4.2.7 제너 다이오드 응용기기 415
4.2.8 버랙터 다이오드(가변 용량 다이오드) 416
4.2.9 PIN 다이오드 418
4.2.10 마이크로파 다이오드(IMPATT, 건, 터넬 등) 418
4.2.11 문제 419
4.3 트랜지스터 421
4.3.1 트랜지스터 소개 421
4.3.2 양극성 트랜지스터 422
4.3.3 접합형 전계 효과 트랜지스터 441
4.3.4 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 451
4.3.5 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT) 460
4.3.6 단접합 트랜지스터 461
4.4 사이리스터 465
4.4.1 소개 465
4.4.2 실리콘 제어 정류기 466
4.4.3 실리콘 제어 스위치 469
4.4.4 트라이액 470
4.4.5 4층 다이오드와 다이액 473
4.5 과도 전압 억제기 474
4.5.1 과도현상에 관한 강의 475
4.5.2 과도현상 억제에 쓰는 소자 476
4.6 집적 회로 484
4.6.1 IC 패키지 485
CHAPTER 5 광전자공학487
5.1 광자에 관한 약간의 강의 488
5.2 전등 490
5.3 발광 다이오드 491
5.3.1 LED 작동 방식 492
5.3.2 LED 종류 493
5.3.3 LED에 대한 상세 정보 494
5.3.4 LED 응용기기 497
5.3.5 레이저 다이오드 498
5.4 광저항기 504
5.4.1 광저항기 작동 방식 504
5.4.2 기술 자료 505
5.4.3 응용기기 505
5.5 광 다이오드 506
5.5.1 광 다이오드 작동 방식 507
5.5.2 기본 동작 508
5.5.3 광 다이오드 종류 508
5.6 광전지 509
5.6.1 기본 동작 509
5.7 광트랜지스터 510
5.7.1 광 다이오드 작동 방식 510
5.7.2 기본 구성 511
5.7.3 광트랜지스터 종류 511
5.7.4 기술 자료 512
5.7.5 응용기기 512
5.8 광 사이리스터 513
5.8.1 LASCR의 작동 방식 513
5.8.2 기본 동작 514
5.9 광 분리기 514
5.9.1 통합된 광 분리기 515
5.9.2 응용기기 515
5.10 광섬유 516
CHAPTER 6 센서519
6.1 일반 원리 519
6.1.1 정밀도, 정확도, 분해능 519
6.1.2 관찰자 효과 521
6.1.3 보정 521
6.2 온도 522
6.2.1 서미스터 523
6.2.2 열전대 525
6.2.3 측온 저항체 526
6.2.4 아날로그 출력 온도계 IC 526
6.2.5 디지털 온도계 IC 527
6.2.6 적외선 온도계/고온계 528
6.2.7 요약 529
6.3 근접성과 접촉 529
6.3.1 터치스크린 529
6.3.2 초음파 거리 530
6.3.3 광학 거리 531
6.3.4 용량성 센서 533
6.3.5 요약 533
6.4 운동, 힘, 압력 534
6.4.1 수동 적외선 534
6.4.2 가속도 535
6.4.3 회전 536
6.4.4 유량 537
6.4.5 힘 538
6.4.6 기울기 538
6.4.7 진동과 기계적 충돌 539
6.4.8 압력 539
6.5 화학 539
6.5.1 연기 540
6.5.2 가스 540
6.5.3 습도 540
6.6 빛, 방사선, 자기, 소리 541
6.6.1 빛 541
6.6.2 전리 방사선 541
6.6.3 자기장 542
6.6.4 소리 543
6.7 GPS 543
CHAPTER 7 전자공학 실습545
7.1 안전 545
7.1.1 안전 교실 545
7.1.2 정전기 방전으로 인한 부품 고장 549
7.1.3 부품 취급 시 주의사항 549
7.2 회로 구축 550
7.2.1 회로도 그리기 550
7.2.2 회로 시뮬레이터 프로그램에 관한 참고사항 552
7.2.3 자신만의 회로 원형 제작 552
7.2.4 최종 회로 553
7.2.5 PCB 제작 556
7.2.6 회로 구성에 사용하는 하드웨어 중 특별한 부분들 562
7.2.7 납땜 563
7.2.8 땜납 제거 563
7.2.9 회로 포장 564
7.2.10 편리한 물건 565
7.2.11 자체 제작 회로의 문제 해결 565
7.3 멀티미터 566
7.3.1 기본 동작 567
7.3.2 아날로그 VOM의 작동 방식 568
7.3.3 디지털 멀티미터의 작동 방식 569
7.3.4 오차 측정에 관한 참고 사항 569
7.4 오실로스코프 570
7.4.1 오실로스코프의 작동 방식 571
7.4.2 검사기의 내부 회로도 573
7.4.3 빔 겨누기 574
7.4.4. 검사기 사용법 575
7.4.5 작은 손잡이와 스위치가 하는 일 576
7.4.6 검사기를 사용한 측정 581
7.4.7 검사기 응용 585
7.4.8 임피던스 측정 587
7.5 전자공학 실험실 589
7.5.1 작업장 589
7.5.2 시험 장비 590
7.5.3 멀티미터 591
7.5.4 직류 전력 공급 장치 592
7.5.5 오실로스코프 593
7.5.6 오실로스코프 탐촉자 596
7.5.7 범용 함수 발생기 602
7.5.8 주파수 카운터 603
7.5.9 컴퓨터 603
7.5.10 기타 시험기기 604
7.5.11 다기능 PC 계측기 604
7.5.12 격리 변압기 606
7.5.13 가변 변압기(바리악) 608
7.5.14 치환 상자 609
7.5.15 시험용 케이블, 커넥터, 어댑터 611
7.5.16 납땜 장비 613
7.5.17 원형 제작 기판 616
7.5.18 공구 618
7.5.19 전선, 케이블, 철물, 화학용품 619
7.5.20 전자기기 제품 소개 자료 622
7.5.21 추천하는 전자 부품 623
7.5.22 전자공학용 CAD 프로그램 626
7.5.23 맞춤형 작업대 만들기 627
CHAPTER 8 연산 증폭기631
8.1 물에 비유해 본 연산 증폭기 633
8.2 연산 증폭기 작동 방식(‘도피 행동’ 해설) 633
8.3 이론 634
8.4 음성 되먹임 636
8.5 양성 되먹임 640
8.6 실물 연산 증폭기 종류 642
8.7 연산 증폭기 규격 644
8.8 강화 연산 증폭기 646
8.9 일부 실용적인 참고 사항 647
8.10 전압 및 전류의 어긋남 보정 648
8.11 주파수 보정 649
8.12 비교기 650
8.13 히스테리시스를 사용하는 비교기 651
8.13.1 히스테리시스가 있는 반전 비교기 651
8.13.2 히스테리시스를 사용하는 비반전 비교기 653
8.14 단전원 비교기 사용 654
8.15 윈도우 비교기 654
8.16 전압 정격 표시기 655
8.17 계측 증폭기 655
8.18 응용 656
CHAPTER 9 필터663
9.1 필터를 설계하기 전에 알아야 할 사항 664
9.2 기본 필터 666
9.3 피동 저역 통과 필터 설계 667
9.4 필터 종류에 관한 참고 사항 670
9.5 수동 고역 통과 필터 설계 671
9.6 피동 대역 통과 필터 설계 672
9.7 피동 노치 필터 설계 674
9.8 능동 필터 설계 676
9.8.1 능동 저역 통과 필터 사례 676
9.8.2 능동 고역 통과 필터 사례 677
9.8.3 능동 대역 통과 필터 678
9.8.4 능동 노치 필터 680
9.9 통합 필터 회로 681
CHAPTER 10 발진기와 타이머685
10.1 RC 완화 발진기 686
10.2 555 타이머 IC 688
10.2.1 555의 작동 방식(비안정 연산) 689
10.2.2 기본 비안정 연산 690
10.2.3 555의 작동 방식(단안정 연산) 691
10.2.4 기본 단안정 연산 692
10.2.5 555 타이머에 관한 몇 가지 중요 참고사항 692
10.2.6 간단한 555 응용물 694
10.3 전압 제어 발진기 695
10.4 빈 브리지와 트윈 T 발진기 695
10.5 LC 발진기(정현파 발진기) 696
10.6 결정 발진기 699
10.7 마이크로컨트롤러 발진기 701
CHAPTER 11 전압 조정기와 전력 공급 장치703
11.1 전압 조정기 IC 705
11.1.1 고정식 조정기 IC 705
11.1.2 가변 조정기 IC 706
11.1.3 조정기 규격 706
11.2 일부 조정기 응용 개관 706
11.3 변압기 707
11.4 정류기 패키지 707
11.5 몇 가지 간단한 전력 공급 장치 708
11.6 잔결 축소 기술의 핵심 711
11.7 느슨한 말단 714
11.8 스위칭 조정기 공급 장치(스위처) 715
11.9 스위치 모드 전력 공급 장치(SMPS) 718
11.10 산업용 전력 공급 장치 패키지 종류 719
11.11 전력 공급 장치 구축 720
CHAPTER 12 디지털 전자공학721
12.1 디지털 전자공학 기초 721
12.1.1 디지털 논리 상태 722
12.1.2 디지털 전자공학에 사용되는 숫자 코드 722
12.1.3 클럭 타이밍과 병렬 대 직렬 전송 730
12.2 논리 게이트 731
12.2.1 다중 입력 논리 게이트 732
12.2.2 디지털 논리 게이트 IC 732
12.2.3 단일 논리 게이트 응용 733
12.2.4 조합 논리 735
12.2.5 회로를 단순하게 유지(카르노 도) 743
12.3 조합 장치 745
12.3.1 멀티플렉서(데이터 선택기)와 양방향 스위치 746
12.3.2 디멀티플렉서(데이터 분배기)와 디코더 748
12.3.3 인코더와 디코더 751
12.3.4 2진수 가산기 754
12.3.5 2진 가산기/감산기 756
12.3.6 비교기와 크기 비교기 집적회로 757
12.3.7 구식이 되어 버린 일과 마이크로컨트롤러로 제어하려는 성향에 관한 참고사항 758
모두를위한실용전자공학(제4판)_sample.pdf
