안녕하세요. 유택상 전문가입니다.
Q. 교류(AC)와 직류(DC)의 차이점에 대해 알고 싶고, 전력 전달 및 변환 시스템에서 각 방식의 장점과 단점을 비교하면 어떤가요?
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어입니다.교류(AC)와 직류(DC)의 가장 큰 차이는 전압의 변동 여부입니다. 교류는 전압이 주기적으로 변하며, 주기적으로 방향이 바뀌는 전류를 흘립니다. 반면에 직류는 일정한 방향으로만 흐르는 전류입니다. 교류의 장점은 변압기를 사용하여 전압을 쉽게 올리거나 내릴 수 있어 장거리 전력 전달에 효율적입니다. 또한 발전 및 분배 시스템에서 사용이 용이합니다. 반면에 직류는 접지 시스템이 간단하고 배터리 및 전자기기와 같은 특정 애플리케이션에 적합하지만 전압 변환이 어려워 장거리 전송에 비효율적일 수 있습니다.전력 시스템 설계 시 교류는 장거리 전송에서 유리하지만 송전 과정에서 다소의 전력 손실이 발생할 수 있습니다. 이는 송전선의 저항과 열에 의해 발생하는 손실입니다. 직류를 사용하면 이러한 저항 손실을 줄일 수 있어 효율성이 높아지지만, 변환 장치가 필요하여 초기 비용이 상승할 수 있습니다. 교류 전력망의 손실을 줄이기 위해 고전압 송전 기술을 이용하거나, 직류 전력망과 병용하여 하이브리드 시스템을 구축하는 방식이 고려될 수 있습니다.
Q. 반도체 공정 중 웨이퍼 공정에 대해 알고싶습니다.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어입니다.반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼는 반도체 칩의 기초로 매우 중요합니다. 우선 단결정 실리콘 인곳을 성장시키고, 이를 웨이퍼 형태로 얇게 절단합니다. 절단된 웨이퍼는 두께와 평탄도를 일정하게 하기 위해 연마 과정을 거칩니다. 이어서 표면의 불순물 제거 및 미세한 결함을 다듬기 위해 각종 화학적 및 기계적 세척 과정을 수행합니다. 이 단계들은 반도체 제조 공정에서 매우 중요하며, 최종적으로 완성된 웨이퍼는 다양한 반도체 소자의 제조를 위해 활용됩니다.
Q. 반도체 공정 순서가 어떻게 되는지 알려주세요.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어 입니다.반도체 제조 공정 순서는 크게 웨이퍼 제조, 회로 패턴 형성, 이온 주입, 박막 증착, 식각, 금속화, 패키징의 단계로 진행됩니다. 먼저, 웨이퍼는 주로 실리콘으로 만들어지며, 그 위에 회로 패턴이 형성됩니다. 이온 주입 공정을 통해 전기적 특성을 부여하고, 박막 증착과 식각 과정으로 필요한 전기 회로를 형성합니다. 금속화를 통해 전도성을 부여하고 신호 전달을 돕습니다. 마지막으로, 패키징은 반도체 소자를 보호하고 사용할 수 있도록 외부 연결을 제공하는 단계입니다. 각 단계는 매우 정밀하고 지속적인 품질 관리가 필요합니다.
Q. 아날로그 신호와 디지털 신호의 차이점을 알고 싶어요.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어입니다.아날로그 신호는 연속적인 시간과 값의 변화를 가지며, 디지털 신호는 이산적인 시간 간격과 이진수로 표현됩니다. 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 마이크로프로세서나 디지털 장치에서 사용할 수 있게 만들어 줍니다. 이때 변환 시 정확도를 위해 샘플링 속도와 분해능을 고려해야 합니다. 디지털-아날로그 변환기(DAC)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 스피커와 같은 아날로그 기기를 통해 출력 가능하게 합니다. ADC와 DAC는 각각의 변환 정확도, 속도, 노이즈 저항성을 설계 시 중요하게 고려해야 합니다. 신호 처리 시스템에서 ADC는 예를 들어 센서 데이터를 수집해 디지털 처리를 가능케 하고, DAC는 오디오 출력 장치에서 소리를 재생하는 데 사용됩니다. 자동차 엔진 제어 시스템에서 센서 데이터를 디지털화하는 데 ADC가, 디지털 음악 파일을 스피커로 출력하는 데 DAC가 사용되는 것이 구체적인 응용 사례입니다.
Q. 최근 기사에서 초전도체관련 내용을 읽었는데요.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어 입니다.초전도체는 저항이 없는 완전한 전기 전도성을 보이는 물질입니다. 이 현상은 일반적으로 매우 낮은 온도에서 발생하며, 특정 임계 온도 이하에서만 가능합니다. 초전도체의 주요 응용 분야로는 에너지 저장 시스템과 MRI 기기가 있습니다. 에너지 저장 분야에서는 전력 손실 없이 전기를 저장하고 전송하는 데 사용됩니다. MRI 기기에서는 강력한 자기장을 생성하는 데 필수적입니다. 상업화의 주요 장애물은 극저온 환경을 유지하는 비용 문제입니다. 이 난제를 해결하기 위해 상온 초전도체 개발이 중요한 연구 과제로 남아 있습니다.