답변:
종종, 그러나 항상은 아니지만 , 목표는 적어도 주파수, 전압, 온도 등 어떤 범위에서든 이상적인 구성 요소의 동작을 복제하는 것입니다.
그러나 제조업체는 부품의 일반적인 적용에 어느 정도의 "이상적이지 않은"행동이 바람직하기 때문에 의도적으로 이상에서 벗어난 경우가 있습니다. 바이 패스 / 디커플링 커패시터를 고려하십시오. 전자 장치에서 오랫동안 일한 경우 회로의 전원과 접지 사이의 커패시턴스가 필요하다는 것을 알고 있습니다.
예를 들어, 제조업체의 관점에서 볼 때 TDK에는 전원 공급 장치 바이 패스 / 디커플링을위한 제어 된 ESR 세라믹 커패시터 제품군이 있습니다. 이상적인 커패시터는 등가 직렬 저항이 0이지만이 커패시터의 ESR은 의도적으로 적당합니다. 실제로, 그들은 실제로 더 많은 돈을 썼다ESR을 높이기 위해 각 구성 요소에 적용되므로 캡은 다른 MLCC 캡보다 이상적인 것으로 간주됩니다. 배전 시스템의 성능을 설계하거나 지정한 경우 ESR이 너무 높으면 바이 패스 캡이 효과적이지 않지만 ESR이 너무 낮 으면 전원 시스템에 공진이 발생하여 전압 리플이 증가 할 수 있습니다. MLCC는 종종 문제가 적은 ESR을 가지므로 TDK는이 문제를 해결하는 구성 요소를 만들려고합니다.
바이 패스 캡을 적용하는 엔지니어의 관점에서, Q-Q C0G 유형보다 손실이 큰 것을 선택하는 것이 좋습니다 (예 : X5R, X7R 유전체). 전력 시스템의 리플이 줄어 듭니다. RF 필터를 만들었을 때 높은 Q 캡이 더 나은 트레이드 오프 일 수 있습니다.
따라서 구성 요소는 일반적인 응용 회로에 가장 적합하기 때문에 의도적으로 비 이상적입니다. 특정 구성 요소에서 나타나는 비 이상적인 동작의 유형을 이해하고 회로에 "설계"하는 것이 가장 좋습니다.
그렇습니다 – 그러나 예산.
예를 들어, 저항의 경우 실제 옴 값이 명시된 값과 얼마나 다른지 알려주는 다양한 공차가 있습니다. 5 %의 허용 오차가 표준이되었지만 요즘 1 %는 훨씬 비싸지 않습니다. 0.001 %의 공차 저항을 원한다면 더 많은 비용을 지불해야합니다. 저항의 온도 계수에도 비슷한 사항이 적용됩니다.
저항은 온도 저항 계수를 갖습니다. 권선 저항기에는 인덕턴스가 있습니다. 컴포지션 저항도 인덕턴스를 갖지만 다른 와이어 조각과 마찬가지로 인덕턴스를 갖습니다.
커패시터는 직렬 저항, 누설 및 온도 감도를 가지고 있습니다.
인덕터는 직렬 저항을 가지며 상당한 션트 커패시턴스 및 자화 비선형 성을 가질 수 있습니다.
모든 수동 부품에는 가치 공차가 있습니다. 모두 다양한 등급과 유형으로 다양한 가격으로 판매되어 더 나은 것을 요구하는 응용 분야에 이상적이지 않은 행동에 대한 솔루션을 제공합니다.
활성 구성 요소 및 장치에는 다양한 제품 변형 및 보상 방법을 사용하는 설계 방법과 유사한 단점이 있습니다.
제조업체는 판매하는 전기 부품을 가능한 이상적인 모델에 가깝게 만들려고 합니까?
당연히 아니지. 그렇게하는 것은 많은 시간과 노력과 돈을 낭비하게 될 것입니다. 그들은 고객이 필요로하는 업무를 수행하기에 충분한 부품만을 만들 뿐입니다.
예를 들어 간단한 저항을 사용하십시오. 이상적인 특성은 무엇입니까? 제로 공차, 제로 커패시턴스 및 인덕턴스, 안정적이고 선형에서 무한 전압으로, 무한 전력 손실, 무한 전류 처리 등. 그러나 이러한 장치가 가능하더라도 대부분의 설계에 대해 과도하게 지정됩니다. 어떤 사람들은 500kV에서 1MW를 처리 할 수있는 저항 이 필요할 수도 있고, 어떤 사람들은 5V에서 1 / 4W 만 필요할 수도 있지만 아무도 더 이상 지불하기를 원하지 않습니다.
모든 경우에 회로는 비 이상적인 특성을 가진 실제 구성 요소 와 함께 작동하도록 설계되어야합니다 . 때로는 회로가 실제로 그것을 활용하도록 설계되었습니다. 트랜지스터는 '이상적인'구성 요소처럼 작동하지 않지만 여전히 유용합니다. 트랜지스터는 일반적으로 넓은 공차를 가지고 있으며 모두 이상 주의적 외침을 유발하는 원치 않는 특성을 가지고 있습니다. 전형적인 회로는 트랜지스터의 '결점'을 보상하는 유일한 목적을 가진 수십 개의 다른 부품을 가질 수 있습니다. 그러나 그것은 '이상적인'구성 요소를 만드는 것보다 여전히 저렴합니다.
'이상적인'구성 요소를 원하는 주된 이유는 회로 설계를보다 쉽게하기위한 것입니다. 그러나 실제로는 회로가 의도 한대로 작동하기에 충분할 정도로 완벽 할 필요는 없습니다. 연산 증폭기는 종종 개별 부품과 더 잘 작동 하지만 설계하기가 더 어려운 회로에 사용됩니다 . 많은 제품이 디자이너가 더 친숙하기 때문에 구식 '산업 표준'부품을 사용하는 경우가 많으며 제조업체는 더 나은 특성을 가진 더 현대적인 부품으로 대체 되었음에도 불구하고 계속해서 수백만으로 부품을 생산하고 있습니다.
누군가가 더 이상적인 버전의 무언가를 원하는 이유가 있고 기존 디자인을 개선 할 수 있습니다. 새로운 것이 실제로 비싸더라도, 수요가 충분하다면 물론 만들어 질 것입니다.
많은 새로운 디자인과 개선은 현재의 수준의 이상성을 유지하면서 더 작고 에너지 효율적으로 만드는 것입니다.
또한 많은 구성 요소에 여러 특성이 있으며 응용 프로그램에서 더 '이상적'이라고 생각하는 것이 다른 응용 프로그램의 경우 더 적을 수 있다는 문제도 있습니다.
그런 다음 용도를 염두에두고 설계되지 않은 구성 요소가 있지만 일부 용도에는 적합합니다. 물론 사람들은 사물에있는 결함을 꿈꾸던 미친 말을하는 기능으로 사용합니다.
따라서 실제로 이상적인 버전이 무엇인지에 대해 모호해지기 시작합니다. 우리는 또한 정확한 사본을 만들 수 없으며 항상 약간의 차이가 있습니다. 따라서 항상 어느 정도의 허용 오차가 있어야합니다.
더 잘 유지하는 것의 가장 분명한 예는 전력 변환과 전기 모터라고 생각합니다. 수년 동안 입력 대 출력 비율이 크게 개선되고 전력 소비가 증가하는 경우 동일한 작업을 수행하는 데 점점 더 적은 전력을 소비하는 일이 계속 발생합니다.
물론 그들은 .... 대부분. 평판이 좋은 제조업체는 항상 최선을 다할 것입니다. 그러나 일부는 달성 할 수 없습니다. 예를 들어 연산 증폭기를 사용하면 무한 개방 루프 이득을 얻을 수있는 방법이 없습니다. 무한 입력 임피던스 또는 제로 출력 임피던스를 갖는 것도 불가능합니다. 그러나 제조업체는 최대한 가까이 노력하려고 노력합니다.
고정 저항은 항상 옴 법칙에 따라 작동합니다. 모든 제조업체는 지정된 저항에 가깝게 만들 수 있습니다. 이것이 공차를 갖는 이유입니다.
이상적인 구성 요소 또는 초정밀 구성 요소를 만들려고하면 비용이 많이 들기 때문에 아이디어가 전혀 없다는 의미의 상충 관계가 항상 있습니다.
요컨대, 평판이 좋은 제조업체는 허용 된 예산 내에서 가능한 최선의 제품을 제공하기 위해 최선을 다할 것입니다. 사양이 좋을수록 제품을 만드는 데 더 많은 비용이 든 다음 구매하는 데 더 많은 비용이 듭니다.