Transcript 2-3 - Voltage and Current Sources

Chapter Two
2.3
Voltage and Current Sources
CIEN346 Sensor Signal Conditioning
Nam KI Min 02-3290-3991 [email protected]
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Chapter Two
Voltage & Current Sources
 Ideal Source
 Ideal Voltage Source
• Ideal한 전압원은 전류에 독립적인 terminal 사이의 전압 차를 만든다.
• Ideal한 전압원는 추상적인 개념이다.
하지만, 배터리와 같은 실제 소스의 작동을 설명하는 데 유용하다.
< General symbol for ideal voltage
source. vs (t) may be constant
(DC source). >
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< A special case: DC voltage
source (ideal battery) >
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Voltage & Current Sources
 Ideal Source
 Ideal Voltage Source
• Source-load representation of electrical circuits
– Ideal voltage source의 개념은 전기 회로에서 source-load에 대한 표현을 이용하여 이해할 수 있다.
– source-load에 대한 3가지 다른 표현법
< Various representations of an electrical system >
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Voltage & Current Sources
 Ideal Source
 Ideal Current Source
• 회로와 관계없이 정해진 전류를 발생시키는 장치
• Current source에 의해 생성된 전압은 연결된 회로에 의해 결정된다.
< Symbol for ideal current source >
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Voltage & Current Sources
 Ideal Source
 Dependent (Controlled) Source
• Independent sources (독립성 소스)
– Independent source는 회로 내의 element와 상관없이 정해진 voltage나 current를 발생시킨다.
• Dependent sources (의존성 소스)
– 회로의 다른 부분으로부터 영향을 받는 소스
– Independent source와 구별을 위해 다른 symbol을 사용한다.
– (예) 우측 그림 : 전류 소스는 ib에 의해 영향을 받는다.
< Symbols for dependent sources >
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Voltage & Current Sources
 Ideal Source
 Dependent (Controlled) Source
• 종류
– VCVS(Voltage-controlled voltage source) :
전압(voltage)에 의해 제어되는 전압 소스로 출력 (vs = avx)
– VCCS(Voltage-controlled current source) :
전압(voltage)에 의해 제어되는 전류 소스로 출력 (is = bvx)
– CCCS(Current-controlled current source) :
전류(current)에 의해 제어되는 전류 소스로 출력 (is = cix)
– CCVS(Current-controlled voltage source) :
전류(current)에 의해 제어되는 전압 소스로 출력 (vs = dix)
vs
< VCVS >
is
< VCCS >
is
< CCCS >
vs
< CCVS >
♣ Dependent source 사용 이유 : 전자 회로에서 특정 유형(electronic amplifier)을 해석하고, 설
명하기에 매우 유용하기 때문
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Voltage & Current Sources
 Practical Source
 Practical Voltage Source
• Ideal source의 실제적 비교 예①
– Ideal한 battery를 회로에 연결하였다고 가정
Battery의 terminal들 사이의 전압차는 Battery에 의해 발생된 전류와 상관없이 일정
부하저항(RL)이 감소함에 따라 전류의 양은 증가
𝑖=
𝑣𝑠
𝑅
RL→0으로 접근함에 따라 load에 흐르는 전류량은 무한대로 제공되어야 됨.
𝑅𝐿
< Ideal battery >
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< Ideal source >
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불가능
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Voltage & Current Sources
 Practical Source
 Practical Voltage Source
• Ideal source의 실제적 비교 예②
– 용량이 일정한 자동차 battery를 회로에 연결하였다고 가정 : 12 V, 450 A-h(ampere-hours)
⇒ 이런 용량은 load로 흐르는 current양에 한계가 있다는 것을 의미
• Ideal source ≠ Practical source
v
vs
vL
0
< Practical voltage source >
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i
< Characteristics of
ideal & practical voltage source >
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Voltage & Current Sources
 Practical Source
 Practical Voltage Source
• source voltage(vs) ≠ load voltage(vL)
𝑣𝑠
𝑖𝑆 =
𝑟𝑠 + 𝑅𝐿
𝑅𝐿
𝑣
Load voltage : 𝑣𝐿 = 𝑖𝑆 𝑅𝐿 =
𝑟𝑠 + 𝑅𝐿 𝑆
• resistance(rS)의 효과로 인해 voltage source에서 제공할
수 있는 maximum current의 한계점이 발생된다.
𝑣𝑠
𝑖𝑆,𝑚𝑎𝑥 =
𝑟𝑠
• Example :
𝑣𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑜𝑐 − (𝐼𝑜𝑢𝑡 × 𝑟𝑆 )
= 1.5𝑉 − (𝐼𝑜𝑢𝑡 × 1Ω)
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Voltage & Current Sources
 Practical Source
 Practical Current Source
• source current(is) ≠ load current(iL)
i
is
iL
0
< Practical current source >
v
< Characteristics of
ideal & practical current source >
• Load resistance(RL)이 무한대로 감에 따라(open
circuit), current source에 의한 output voltage는 한계점
으로 접근하게 된다.
𝑣𝑆,𝑚𝑎𝑥 = 𝑖𝑆 𝑟𝑆
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