소재공학과 업로드 - 세라믹스 유전체에 관하여 다운 LR
- shipshob1040
- 2020년 12월 18일
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소재공학과 업로드 - 세라믹스 유전체에 관하여 다운
소재공학과 업로드 - 세라믹스 유전체에 관하여
[소재공학과] - 세라믹스 유전체에 관하여
[소재공학과] - 세라믹스 유전체에 관하여
1. 유전체
1) 유전성 의미
- 저항율 107 (Ω㎝)이상.
- 전계에 의하여 전기분극(electric polarization) 발생.
- 재료에 전압을 가할 때 재료속의 양음의 전하가 평형 위치에서 근소하게 벗어나고, 전압을 제거하면 본래의 평형 위치가 들어가는 성질.
- 전압을 가하는 순간에만 적은 전류가 흐른다.
- 전압을 계속 가해도 전류는 계속 흐르지 않는다.
- 전압을 제거하는 순간에 가했을 때의 역방향의 전류가 흐른다.
- 전압을 가했을 때 흐르는 전기량 Q+전압을 제거할 때 흐르는 전기량Q-는 서로 같다.
2) 유전체의 정의
- 표면에 나타나는 전하를 편극전하라 한다.
- 전기장의 작용에 의해 무극성분자는 분자 내의 양음의 전하가 어긋남.
- 유극성분자는 쌍극자모멘트의 방향이 가지런해져 물질이 전기쌍극자모멘트를 가지게 됨.
- 콘덴서의 극판에서 전하의 작용을 얼마간 상쇄하기 때문이라는 것이 밝혀졌다.
- 유전체에 생기는 단위부피당 쌍극자모멘트 P와 전기장의 세기 E와의 비 P/E를 이 유전체의 편극률이라 함.
- 콘덴서의 극판 사이에 넣었을 때와 넣지 않았을 때의 전기용량의 비를 물질의 유전율이라고 한다.
3) 마이크로파 유전체
- 기존의 유전체들에 비해 유전율이 수백배에 이르는 강유전체는 마이크로파 영역에서는 사용하지 못한다.
- 마이크로파 영역에서 사용가능한 유전체를 강유전체와 구분하기 위해 마이크로파라는 별도의 이름이 만들어졌다.
- 마이크로파 유전체는 유전율이 수십 정도로 작다.
- 유전손실과 유전율의 온도 의존성이 강유전체에 비해 수백배 이상 작은 유전체를 뜻한다.
가) 강유전체가 마이크로파 영역에서 사용되지 못하는 이유
- 유전손실이 매우 크다.
- 유전율이 주파수에 따라 급격히 변한다.
- 유전율의 온도의존성이 너무 크다.
나) 유전율
- 물질에 외부전기장을 가했을 때 쌍극자가 얼마나 잘 유도는 정도의 척도.
- 마이크로파 유전체 소자들의 크기는 유전율의 제곱근에 반비례한다.
- 유전율이 높을수록 소형화가 가능하므로 유전율이 높은 물질이 필요하다.
- 유전율은 각 구성원소가 가지고 있는 분극값과 구조에 의해 결정된다.
※ 분극기구
- 분극기구 4가지는 공간전하, 쌍극자, 이온, 전자분극으로 구분한다.
- 네 가지 유전율 기구들은 작동하는 주파수 영역이 다르다.
- 주파수가 올라 갈수록 공간전하와 쌍극자의 기여도는 적어진다.
- 마이크로파 영역에서는 이온분극과 전자분극만이 유전특성에 기여한다.
- 공진주파수 : 마이크로파 유전체를 이용하여 어떤 형상의 공진기를 만들었을 때의 주파수를 의미한다.
4) 유전체의 용도
- 유전체의 대표적인 용도에는 콘덴서가 있다.
가) 콘덴서
- 콘덴서란 전기를 축적하는 기능을 가지고 있다.
- 일반적으로는 전기를 축적하는 기능 이외에 직류전류를 차단하고 교류전류를 통과시키려는 목적에도 사용된다.
나) 세라믹콘덴서
- 세라믹 콘덴서는 전극간의 유전체로 티탄산바륨과 같은 유전율이 큰 재료가 사용되고 있다.
- 콘덴서는 코일의 성질이 적어 고주파 특성이 양호하다는 특징을 가진다.
- 고주파의 바이패스(고주파 성분 또는 잡음을 어스로 통과시킨다)에 흔히 사용된다.
- 모양은 원반형으로 되어 있고, 용량은 비교적 작다.
- 사진의 좌측에 있는 것은 용량이 100pF의 콘덴서로 원반의 직경이 3mm 정도이다.
- 우측에 있는 콘덴서는 103이라고 인쇄되어 있는데, 이것은 10×103pF이므로 0.01μF가 된다. 원반의 직경은 약 6mm이다.
- 전해콘덴서나 탄탈 콘덴서와 같이 전극의 극성은 없다.
- 사진보다 더 큰 외형의 세라믹 콘덴서도 있다.
- 세라믹은 강유전체의 물질로 아날로그 신호계 회로에 사용하면 신호에 일그러짐이 나오므로 이와 같은 회로에는 사용할 수 없다.
다) 적층 세
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파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 소재공학과 업로드 - 세라믹스 유전체에 관하여
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