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Introduction to Electrical Engineering(Principles and Applications of Electrical Engineering)

Prof. Dong‐Weon LeeSchool of Mechanical EngineeringChonnam National University

Lecture Introduction

Principles and Applications of Electrical Engineering

Chapter [email protected]

ClassTue (15:00 ~ 16:15 am) and Thu (15:00 ~ 16:15 am), in Bldg. 1‐A Rm. 306

Text Books• Principles and Applications of Electrical Engineering, 4th(or 5th) Edition, Giorgio Rizzoni,

McGraw‐Hill• 한글판 : 전기전자공학개론 – 4판또는 5판송재복외 2인, McGraw‐Hill Korea• Lecture notes from Lab.’s homepage (Lecture board)

References:1. Introduction to Electronics, 5th edition, Earl D. Gates, Thomson Delmar Learning2. 전기전자공학개론, 2nd edition, 이적식외공역, SciTech3. Electronics Fundamentals, 6th edition, Thomas L. Floyd, Pearson Prentice Hall4. Basic Electronics, 9th edition, Bernard Grob and Mitchel E. Schultz, MaGraw Hill

Lecture’s homepage• 수업진행에있어기타정보들은아래의홈페이지에제공됨 (PASSWORD: ME306)

http://mems.jnu.ac.kr/• 교재이외의수업에관계된자료들은과정의진도에따라홈페이지에올려져서다운받을수있도록함

Prof. Dong‐Weon Lee

Lecture Objective

Principles and Applications of Electrical Engineering Prof. Dong‐Weon Lee

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• 오늘날 전기전자의 기초지식은 전자공학 분야뿐만 아니라 지능화 되어가는기계 및 기계시스템을 포함하여 공학의 전분야에서 필요한 기초학문으로자리잡고 있다.

• 예를 들면 자동차 산업의 경우에도 전자장비 모듈은 전체의 40%에 육박할정도로 증가되어 본 교과목 학습의 중요성은 산업체로부터도 강조되고 있다.(2012년 현대자동차 반도체 산업 분야 사업화 추진)

• 본 강의에서는 자연계에서 발생하는 현상 중 전자의 이동에 따른 계의 변화및 활용과 관련한 기초내용을 다루는 분야로 기계공학도로서 알아야 할전기전자공학의 기초 회로이론, 회로구성요소(R, L, C), 교류 및 직류 응답,필터, 증폭기(OP-Amp), 반도체 소자를 이용한 회로의 구성 방법 및 특성을이해하고 실생활에 어떻게 적용되는지 그 응용에 관하여 이해하고자 한다.

• 기본적인 이론에 관하여 학습을 하고 필요한 부분에 관해서는 추가적으로실험을 병행하므로 수강생에게 이해를 돕는다.

컴퓨터 및 전기전자공학 영역 – 기초 학문

Chapter 1

Lecture Objective

Principles and Applications of Electrical Engineering Prof. Dong‐Weon Lee

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• 지난 십여년간 공학교육이나 공업분야에서 수많은 변화를 보여 왔음에도 본교재의 목표는 변화하지 않음 – 전기전자공학 전공자 → 공학 전분야로 확대

• 본 교재의 목표는 1) 전기/전자 공학을 전공하지 않는 공학도의 2학년전기/전자공학의 입문과정, 2) 전자/전기기계/ 메카트로닉스 분야가 전공에필요한 4학년생(인문계열 포함)

• 교재의 구성 : 회로이론, 전자공학, 전기기계로 크게 나누어 지며, 세부적으로는 1부-회로이론, 2부-전자공학, 3부-통신시스템, 4부- 전기기계

• 본 교재는 고려대학교 기계공학과 – 지능로봇연구실, 한양대학교 기계공학부: 자동차전자제어 연구실, 아주대학교 기계공학과 – 자동제어 연구실에서번역됨

컴퓨터 및 전기전자공학 영역 – 기초 학문

Chapter 1

성적관련정보

• 출석및 Homework (10%): 개론이라는특성상출석이매우중요하며, Homework는문제풀이및논문의요약정리등의내용을포함한다. 숙제는제시된날로부터 1주일되는날수업시간전까지를제출마감으로한다.

• 80% 이상의출석률이반드시요구됨: Please remember always (31시간미만…F)

• Midterm exam (30%): 중간고사기간에실시하며, 그때까지배운내용을모두포함한다.

• Final exam (30%): 기말고사기간에실시하며, 중간고사이후의내용을모두포함한다.

• Quiz (20%): 30분내외에서실시중간고사및기말고사약 3주전

• Term project (10%): Electronics에대한전반적인이해를바탕으로주어진과제에대하여전자회로를설계및제작하고그결과를평가한다.일반적으로필터와증폭기가혼합된회로를제작한다. (4인 1조로하여그룹형성및실험)

• 보고서제출기준: 보고서는교재나제공되는강의자료범위밖의자료를참고할것을권장한다. 보고서는자신이알고있는내용을다른사람이읽고이해하기쉽도록기술하여야하며, 그래프와그림등은깨끗하게하여첨부하도록한다.

Lecture Introduction (Cont.)

Principles and Applications of Electrical Engineering, 2010 Fall

[email protected] Chapter 1


Text book




Brief Contents




Lecture Introduction (Cont.)

‐교과목관련기초실험: 1B‐first floor

Date Contents Etc

1 week Introduction to Electric and Electronics Engineering

2 week Fundamentals of Electric Circuits

3 week Electric Circuit Analysis Techniques 1

4 week Electric Circuit Analysis Techniques 2 Quiz

5 week Network Theorems 1

6 week Network Theorems 2

7 week Transient analysis

10월 16일 Mid‐term Examination

9 week Basic experiments (RLC circuits) Saturday (9~13)

10 week Frequency Response & Filters (Oct 28th ~ Nov 1st) Conference attend

11 week Operational Amplifiers

12 week Semiconductors Quiz

13 week Digital Systems and Micro Systems

14 week Experiments with OP‐amp Saturday (9~?)

12월 6일 Final examination




Basic in Electric Engineering

Historical Backgrounds (Mechanics)

니콜라스퀴뇨: 증기자동차 in 1769

칼벤츠 & 고틀리프다임러 : 가솔린자동차 in 1886

아르망푸조: 푸조사설립 in 1889

오펠사: Rak 2발명 in 1927 (200 km/h)

다임러‐벤츠: 최초의양산디젤 260D 발표 in 1936

포드: 2점식안전벨트장착 in 1956

약 4500년전1482년B.C. 3000년이전

Materials, Electronics and Sensors

Mechanics: the branch of physics concerned with the behavior of physical bodies when subjected to forces or displacements, and the subsequent effect of the bodies on their environment. Machine: any device that transmits or modifies energy




Basic in Electric Engineering (Cont.)




Basic in Electric Engineering


[email protected]

Can machine be intelligent?

Chapter 1


• 전기회로 소자 중 선형이며, 집중정수회로소자인 전압원, 전류원, 저항, 인덕턴스, 캐패시턴스등의회로소자의특성과단자특성을소개

• 각회로소자로구성된회로를해석하기위하여키르히호프의전류법칙과전압법칙을적용

• The'venin 정리와 Norton 정리를 이용하여 등가회로 개념을 도입하고 최대 전력이 전달되는회로에대하여학습

• 교류정상상태회로에서의응답을페이저 (phasor)를이용하여해석

• RL 회로, RC 회로, RLC 회로의 해석을 통하여 시간 영역에서의 과도 현상과 에너지의 저장 및방출에대하여학습

• 정현적 주파수 응답을 해석하고, 푸리에 해석을 학습. 저주파수 대역 통과 여파기, 고주파수대역통과여파기,밴드통과여파기등을해석

• 교류 정상상태 회로에서의 전력에 대하여 학습하며, 이를 확장하여 평형 삼상회로에 대하여학습

Lecture Preview (Cont.)

선수과목: ‐공학수학의미분방정식, 물리학의전자기학

Part 1: 전기전자공학에서가장중요하며기본이되는전기회로와전자회로를해석하는이론




• OP‐AMP의 개념과 기본적인 이상적 해석모델에 대해 공부하고, 이를 이용한 각종증폭회로,여파기(filter), 미적분기 등의 구현방법을 알아보고, 또한 실제 OP‐AMP 거동을 나타내는파라미터들에관해공부함

• 반도체 소자의 물리적 동작원리를 이해하고, p‐n 접합다이오드의 특성에 관해 배우고,다이오드를 포함한 회로해석을 위한 소신호 및 대신호 회로모델을 공부. 다이오드의 응용으로정류자회로,전압레귤레이터,신호처리등의적용예를공부하고,마지막으로포토다이오드에대한기본적지식을습득

• 트랜지스터가 증폭 및 스위칭에 사용될 수 있다는 기본원리를 습득하고, BJT의 물리적동작원리와,이를이용한회로의동작점결정및소신호증폭기에대해공부. BJT의대신호모델및증폭기응용과,스위치동작및이의아날로그/디지털논리회로의응용에대해공부

• 전계효과트랜지스터(FET)에 대해 알아보고, MOSFET의 전류‐전압특성 및 방정식을 이해함으로그동작원리를습득한다.증가형 MOSFET회로의바이어스방법에대해이해하고, FET증폭기및스위치의개념및동작에대해공부

• 각종전력전자소자및회로에대해알아보고,실제전압레귤레이터의동작을해석

• 트랜지스터전력증폭기의기본적인제한에대해이해

Lecture Preview (Cont.)

Part 2: 반도체를기반으로하는전자회로의이해및사용방법에관한학습




Voltage and current flow




Additional project


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이번학기추천도서: 기말고사전 1권독후감 2페이지작성후시험일제출 –시험성적의 10% 반영

Chapter 1


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