Sensor센서:정의,종류,재료,회로기술(diode)Photo Sensor포토센서

제1장센서의기초1.1 센서의종류1.2 센서의정의제1장센서의기초1.1 센서의종류1.2 센서의정의 1.1 센서의정의(1) Transducer 와Sensor 1.1 센서의정의(1) Transducer 와Sensor Transducer 협의광의 Sensor 협의광의 물리, 화학량을전기신호로변환하거나전기신호를역으로물리,화학량으로변환하는장치어떤종류의신호또는에너지를다른종류의신호또는에너지로변환하는장치계측대상의상태에관한정보를검출하는장치측정대상의상태에관한정보(물리량또는화학량) 을선택적으로검출또는측정하여유용한신호(전기신호)로변환하는장치 1) 동물(인간)과센서의기능뇌감각기관계측대상물Sensor CPU 신경(nerve) 리드선(wire) 인간의오감기관Sensor 비고1) 동물(인간)과센서의기능뇌감각기관계측대상물Sensor CPU 신경(nerve) 리드선(wire) 인간의오감기관Sensor 비고 시 각 눈 Photo Sensor 물리센서 청 각 귀 음파센서 물리센서 촉 각 피부 압력센서 , 온도센서 물리센서 취 각 코 가스센서 화학센서 미 각 혀 이온센서 , 바이오센 서 화학센서 중력센서 , 자기센서 오감이 아닌 센서 2) 센서의계층센서의계층정의센서의예완전히독립된sensing system 또는장비시스템또는장치의sensing system 각종시스템, 장치에장착할수있는독립센서특정장치에부착되는센서어셈블리Component 부분시스템독립시스템System Unit 로봇시각센서TV 카메라, 압력발신기, 광전스위치광디스크헤드, 반도체압력센서, 카메라용측광센서, 오토포커스용거리센서조립트렌스듀서, 기본트렌스듀서포토인터럽터포토다이오드Radar, Sonar, Thermography 장치Parts 2) 센서의계층센서의계층정의센서의예완전히독립된sensing system 또는장비시스템또는장치의sensing system 각종시스템, 장치에장착할수있는독립센서특정장치에부착되는센서어셈블리Component 부분시스템독립시스템System Unit 로봇시각센서TV 카메라, 압력발신기, 광전스위치광디스크헤드, 반도체압력센서, 카메라용측광센서, 오토포커스용거리센서조립트렌스듀서, 기본트렌스듀서포토인터럽터포토다이오드Radar, Sonar, Thermography 장치Parts 3) 제어계의센서CPU Controlled system Sensor Signal Processor Interface Actuator 자동화용센서마이크로스위치리밋스위치터치스위치범용센서계측용센서동작제어용센서기하학량역학량운동량열, 유체량접촉식비접촉식근접스위치광전센서에어리어센서직선변위각도변위형상힘토크압력속도가속도온도센서유체량1.2 센서의종류(1) 센서의일반적분류자동화용센서마이크로스위치리밋스위치터치스위치범용센서계측용센서동작제어용센서기하학량역학량운동량열, 유체량접촉식비접촉식근접스위치광전센서에어리어센서직선변위각도변위형상힘토크압력속도가속도온도센서유체량1.2 센서의종류(1) 센서의일반적분류 구분감지대상Sensor (2) 감지대상에의한센서의분류구분감지대상Sensor (2) 감지대상에의한센서의분류 역학센서 변위, 길이 직선변위센서 , 회전변위센서 , 스트레인게이지 , 근접센서 속도, 가속도 유속센서 , 가속도센서 , 속도센서 회전수 , 진동 로터리엔코드 압력 기계식압력센서 , 전기식압력센서 , 반도체식압력센서 힘,토크 저울, 천칭 온도 측온 저항 온도계 , 열전대, 광 고온계 , 반도체 온도 센서 , thermistor 빛, 색 적외선 센서 , 이미지 센서 , 칼라센서 , 광도전 센서 , 포토트렌지스터 물리센서 자기 Hall 소자, 자기 다이오드 , SQUID, MR 소자, 리드 스위치 전류 CT 전류센서(변류기 ) 음향 음파센서 , 초음파 센서 자외선 ,방사선 자외선 센서 ,기체전리형 방사선 센서 , 액체전리형 방사선 센서 , 반도체 방사선 센서 , 섬광형 방사선 센서 습도 세라믹 습도센서 , 수정진동자형 습도센서 , 정전용량형 습도센서 화학센서 가스 접촉 연소싯 가스센스 , 반도체식 가스 센스 , 전기화학식 가스 센스 이온 유리전극 , 고체상태막 전극 , 액체막 전극 , 기체감응전극 , 효소전극 제1장센서의기초1.3 센서의재료제1장센서의기초1.3 센서의재료 반도체재료유전체재료초전도재료Ceramic 재료자성재료광섬유재료금속재료유기재료진성반도체(I형반도체) (고유반도체) 외인성반도체(불순물반도체) N형반도체P형반도체반도체의분류1.3 센서재료(1) 반도체센서재료반도체재료유전체재료초전도재료Ceramic 재료자성재료광섬유재료금속재료유기재료진성반도체(I형반도체) (고유반도체) 외인성반도체(불순물반도체) N형반도체P형반도체반도체의분류1.3 센서재료(1) 반도체센서재료 1) 에너지준위도1) 에너지준위도 정상상태에서전자의에너지상태를에너지높이의차에비례하는수평선을그려서나타낸그림표 핵Si 원자번호=14 n=1 n=2 n=3 n=3 에 에 너 너 지 n=2 지 준 준 위 위 n=1 허용대 금지대 허용대 금지대 허용대 금지대 가전자대전도대(자유전자) 공핍대금지대 도체충만대가공핍대에접해있어충만대로부터전도전자가옮겨져서전도대를형성하고있기때문에도전율이현저하게큰물질부도체반도체가전자대와공핍대사이의금지대폭이좁아서열이나빛등의적은에너지에도용이하게가전자대전자가금지대를넘어서전도대로이동하여전류가흐르는물질가전대와공핍대사이에존재하는금지대의에너지폭이커서큰에너지를가하지않으면충만대의전자가공핍대로올라갈수없기때문에도전률이매우적은물질(a) 도체(b) 반도체(c) 부도체전자의에너지(E) 충만대전도대(자유전자) 공핍대가전자대금지대Eg=0.1∼3eV공핍대가전자대금지대Eg>3eV 공핍대도체도전율(S/m)>105 반도체도전율(S/m)=10-4∼105 부도체도전율(S/m)<10-8 2) 도체, 반도체, 부도체도체충만대가공핍대에접해있어충만대로부터전도전자가옮겨져서전도대를형성하고있기때문에도전율이현저하게큰물질부도체반도체가전자대와공핍대사이의금지대폭이좁아서열이나빛등의적은에너지에도용이하게가전자대전자가금지대를넘어서전도대로이동하여전류가흐르는물 가전자대와공핍대사이에존재하는금지대의에너지폭이커서큰에너지를가하지않으면충만대의전자가공핍대로올라갈수없기때문에도전률이매우적은물질(a) 도체(b) 반도체(c) 부도체전자의에너지(E) 충만대전도대(자유전자) 공핍대가전자대금지대Eg=0.1∼3eV공핍대가전자대금지대Eg>3eV 공핍대도체도전율(S/m)>105 반도체도전율(S/m)=10-4∼105 부도체도전율(S/m)<10-8 2) 도체, 반도체, 부도체 3) 반도체와관계되는원소주기율표와화합물반도체족주기ⅡⅢⅤⅥⅣ 2 3 4 5 6 Mg Zn Cd Hg B Al Ga In C Si Ge Sn Pb N P As Sb S Se Te 반도체와관계되는원소주기율표반도체와관계되는원소주기율표3) 반도체와관계되는원소주기율표와화합물반도체족주기ⅡⅢⅤⅥⅣ 2 3 4 5 6 Mg Zn Cd Hg B Al Ga In C Si Ge Sn Pb N P As Sb S Se Te 반도체와관계되는원소주기율표반도체와관계되는원소주기율표 원 소 Ⅳ-Ⅳ Ⅲ-Ⅴ Ⅱ-Ⅳ Ⅳ-Ⅵ Si Ge SiC SiGe AlAs AlSb CdS, CdSe BN, GaAs GaP,GaSb InAs, InP InSb PbS,PbTe CdTe ZnS ZnSe ZnTe 4) 반도체의종류불순물이없는순수반도체로원자가가4가이고최외각괘도에4개의전자를가진공유결합을하고있는Si, Ge 등Ⅳ족원소반도체Si 의결합구조SiSiSi Si SiSiSi Si SiSiSi Si E 정공자유전자금지대자유전자전도대가전자대정공공유결합이깨어져서EHP 생성E 진성반도체의에너지준위E 진성반도체(I 형) 4) 반도체의종류불순물이없는순수반도체로원자가가4가이고최외각괘도에4개의전자를가진공유결합을하고있는Si, Ge 등Ⅳ족원소반도체Si 의결합구조SiSiSi Si SiSiSi Si SiSiSi Si E 정공자유전자금지대자유전자전도대가전자대정공공유결합이깨어져서EHP 생성E 진성반도체의에너지준위E 진성반도체(I 형) ①온도에의해도전률이현저하게변한다. 진성반도체의도전률.= A exp (－B / T ) ②빛을쪼이면도전률이증가한다. 또광전효과가있다. ③미량의불순물을첨가하면도전률은거의비례하여증가한다. ④금속등과접촉시키면정류작용이있다. ⑤홀효과(Hall effect) 가있다. 반도체의성질공유결합에관여하는가전자공유결합력보다큰광에너지나열에너지EHP 생성EHP 생성(production of a hole -electron) ①온도에의해도전률이현저하게변한다. 진성반도체의도전률.= A exp (－B / T ) ②빛을쪼이면도전률이증가한다. 또광전효과가있다. ③미량의불순물을첨가하면도전률은거의비례하여증가한다. ④금속등과접촉시키면정류작용이있다. ⑤홀효과(Hall effect) 가있다. 반도체의성질공유결합에관여하는가전자공유결합력보다큰광에너지나열에너지EHP 생성EHP 생성(production of a hole -electron) 진성반도체에소량의Ⅲ족또는Ⅴ족원소를첨가하여케리어(정공, 자유전자) 밀도를증가시킨반도체N형Si 반도체결합구조불순물반도체N 형반도체Ⅳ족원소(진성반도체: Si, Ge) 에소량의Ⅴ족원소(As, P, Sb) 를첨가하여Ⅳ족원소를치환한반도체금지대자유전자전도대가전자대정공EHP생성E 양이온도너준위P원자에속박되었던과잉전자가자유전자로된다. SiSiSi Si SiSiSi Si SiPSi Si 가전자약간의에너지를얻으면자유전자가된다. N형반도체의에너지준위진성반도체에소량의Ⅲ족또는Ⅴ족원소를첨가하여케리어(정공, 자유전자) 밀도를증가시킨반도체N형Si 반도체결합구조불순물반도체N 형반도체Ⅳ족원소(진성반도체: Si, Ge) 에소량의Ⅴ족원소(As, P, Sb) 를첨가하여Ⅳ족원소를치환한반도체금지대자유전자전도대가전자대정공EHP생성E 양이온도너준위P원자에속박되었던과잉전자가자유전자로된다. SiSiSi Si SiSiSi Si SiPSi Si 가전자약간의에너지를얻으면자유전자가된다. N형반도체의에너지준위 N형Si 반도체결합구조N형반도체의에너지준위P 형반도체Ⅳ족원소(진성반도체: Si, Ge) 에소량의Ⅲ족원소(B, Al, In, Ga) 를첨가하여Ⅳ족원소를치환한반도체전자SiBSi Si 정공SiSiSi Si SiSiSi Si 금지대자유전자전도대가전자대정공EHP생성E 음이온억세프터준위정공Si-Si 결합의전자가약간의에너지를얻어Si B 결합으로이동한다. Fermi 준위1. 전자의존재확률이1/2 로되는에너지준위2. 원자껍질에채워진전자중에서가장에너지가큰입자의에너지준위3.가전자대(최외각궤도)의전자가0[K] 의온도에있을때, 이에너지대의에너지준위N형Si 반도체결합구조N형반도체의에너지준위P 형반도체Ⅳ족원소(진성반도체: Si, Ge) 에소량의Ⅲ족원소(B, Al, In, Ga) 를첨가하여Ⅳ족원소를치환한반도체전자SiBSi Si 정공SiSiSi Si SiSiSi Si 금지대자유전자전도대가전자대정공EHP생성E 음이온억세프터준위정공Si-Si 결합의전자가약간의에너지를얻어Si B 결합으로이동한다. Fermi 준위1. 전자의존재확률이1/2 로되는에너지준위2. 원자껍질에채워진전자중에서가장에너지가큰입자의에너지준위3.가전자대(최외각궤도)의전자가0[K] 의온도에있을때, 이에너지대의에너지준위 (2) 유전체재료전기장을가하면(+) 전하는(-) 전극방향으로, (-) 전하는(+) 전극방향으로이전하여유전분극을일으키는절연체유전분극(2) 유전체재료전기장을가하면(+) 전하는(-) 전극방향으로, (-) 전하는(+) 전극방향으로이전하여유전분극을일으키는절연체유전분극 절연체에 전계를 가했을 때 전하의 재배치 또는 아주 작은 변위가 일어나 절연체 (유전체) 내부에 존재하는 음 , 양의 전하량이 전체로써는 같더라도 물질 내부에서 쌍극자 (dipole) 가 생성되고 쌍극자가 일렬로 배열하여 극성을 띠는 현상 ＋－＋－＋＋－＋－＋ 전계 －＋－＋－－＋－＋－ ＋－＋－＋＋－＋－＋ (a) 전계가 없는 경우 (b) 전계를 가한 경우 1) 분극의종류+-+- (a) 전계가없는경우(b) 전계를가한경우-+ 전계전자분극(a) 전계가없는경우(b) 전계를가한경우＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ － －－ －－ － ＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ － －－ － －－전계원자분극1) 분극의종류+-+- (a) 전계가없는경우(b) 전계를가한경우-+ 전계전자분극(a) 전계가없는경우(b) 전계를가한경우＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ － －－ －－ － ＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ － －－ － －－전계원자분극 - + - + - + - + - + - + - + - + (a) 전계가없는경우(b) 전계를가한경우전계배향분극공간전하분극- + - + - + - + - + - + - + - + (a) 전계가없는경우(b) 전계를가한경우전계배향분극공간전하분극 ＋ ＋ ＋ － － － ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋－－ －－ －－ －－ －－ －－ ＋ ＋ ＋ － － －＋ ＋ ＋ － － － － － － － ＋ ＋ － －－－－－ －－－－－ － ＋＋＋＋＋ ＋ ＋＋＋＋－ ＋ ＋ ＋＋－－ ＋ － － － ＋ ＋ ＋ (a) 정상상태 (b) 전하 편재상태 2) 전기적특성에따른유전체의분류2) 전기적특성에따른유전체의분류 초전체절연체상유전체강유전체압전체 + + + + + + + -------++ + + + + + + + + + ---- ------- ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ (a) 고 유전율 (b) 저 유전율 3) 강유전체BaTiO3의페로브스카이트구조: O 이온(-전하) : Ba 이온(+ 전하) : Ti 이온(+ 전하) = - + = - + 3) 강유전체BaTiO3의페로브스카이트구조: O 이온(-전하) : Ba 이온(+ 전하) : Ti 이온(+ 전하) = - + = - + 4) 강유전체의특성유전체에전계를인가했을때,전계의제곱에비례하여변형(strain) 을발생시키는현상전왜현상(electrostrictive phenomena 강유전체에응력을가하면응력에비례하여유전분극현상이발생하고전기장을가하면변형을일으키는현상압전효과(Piezoelectric effect) 변형＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－ －－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋ 변형변형변형+ - + - 강유전체인장응력` 인장응력반대방향기전력발생강유전체압축응력압축응력기전력발생＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－ －－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋ 직접압전효과역압전효과강유전체에응력을가하면응력에비례하여유전분극현상이발생하고전기장을가하면변형을일으키는현상압전효과(Piezoelectric effect) 변형＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－ －－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋ 변형변형변형+ - + - 강유전체인장응력` 인장응력반대방향기전력발생강유전체압축응력압축응력기전력발생＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－ －－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋ 직접압전효과역압전효과 강유전체가 적외선 , 열등의 에너지를 받으면 그 열에너지 를 흡수하여 자발분극의 변화를 일으키고 그 변화량에 비례하여 전하가 유기되는 현상 초전효과 (pyroelectric effect) - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + 온도변화 강 유전체 강 유전체 T℃(T+ ΔT)℃ 자발분극 변화 5) 강 유전체 의 종류와 용도 ``` 강 유전체의 종류 . 티탄산바륨 자기 (BaTiO3) .티탄산연 자기 (PbTiO3) .PTZ(PbZrXTi 1-x O3) .PLZT:PbTiO3-PbZrO3+ La2O3 용 도 . 적외선 센서 .압전성 센서 .PTC thermistor 로 사용 강유전체가 적외선 , 열등의 에너지를 받으면 그 열에너지 를 흡수하여 자발분극의 변화를 일으키고 그 변화량에 비례하여 전하가 유기되는 현상 초전효과 (pyroelectric effect) - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + 온도변화 강 유전체 강 유전체 T℃(T+ ΔT)℃ 자발분극 변화 5) 강 유전체 의 종류와 용도 ``` 강 유전체의 종류 . 티탄산바륨 자기 (BaTiO3) .티탄산연 자기 (PbTiO3) .PTZ(PbZrXTi 1-x O3) .PLZT:PbTiO3-PbZrO3+ La2O3 용 도 . 적외선 센서 .압전성 센서 .PTC thermistor 로 사용 (3) 초전도재료어떤특정조건에서갑자기전기저항이사라지고전기저항이0가되는현상이나타나는재료초전도체1. 초전도현상이나타난다. 2. 전기저항이0이다특정온도(TC) 온도초전도체가아님1. 초전도현상이나타나지않는다. 2. 전기저항이0보다크다. 1) 초전도체의종류제1종초전도체제2종초전도체초전도체고온초전도체저온초전도체(3) 초전도재료어떤특정조건에서갑자기전기저항이사라지고전기저항이0가되는현상이나타나는재료초전도체1. 초전도현상이나타난다. 2. 전기저항이0이다특정온도(TC) 온도초전도체가아님1. 초전도현상이나타나지않는다. 2. 전기저항이0보다크다. 1) 초전도체의종류제1종초전도체제2종초전도체초전도체고온초전도체저온초전도체 1) 초전도체의특성초전도체표면에서자장을가하면초전도체에가해지는자장을상쇄시키는방향으로전류가흐르기때문에초전도체내부에는자장이존재하지않는현상마이스너효과(Meissner Effect) 표면전류초전도체냉각외부자장외부자장상온(상전도상태) 저온(초전도상태) 전기저항이0(zero) 이다. 초전도체로만든고리에전류를흘리면언제까지나감쇠하지않고영구전류가되어영원히흐른다. 1) 초전도체의특성초전도체표면에서자장을가하면초전도체에가해지는자장을상쇄시키는방향으로전류가흐르기때문에초전도체내부에는자장이존재하지않는현상마이스너효과(Meissner Effect) 표면전류초전도체냉각외부자장외부자장상온(상전도상태) 저온(초전도상태) 전기저항이0(zero) 이다. 초전도체로만든고리에전류를흘리면언제까지나감쇠하지않고영구전류가되어영원히흐른다. 자장보존의법칙상전도상태초전도상태외부자기장(H) 냉각외부자기장(H)=0 초전도체표면에흐르는전류에의해발생한자기장외부자기장제거초전도회로두장의초전도막사이에얇은절연물을끼워넣어접합한후전류를흘렀을떄임계전압이상에서전류가흐르는현상` 조셉슨효과(Josephson Effect) 초전도체(S) 초전도체(S) 얇은절연체(I) 임계전압이하: 전류흐르지않음임계전압이상: 전류가흐름자장보존의법칙상전도상태초전도상태외부자기장(H) 냉각외부자기장(H)=0 초전도체표면에흐르는전류에의해발생한자기장외부자기장제거초전도회로두장의초전도막사이에얇은절연물을끼워넣어접합한후전류를흘렀을떄임계전압이상에서전류가흐르는현상` 조셉슨효과(Josephson Effect) 초전도체(S) 초전도체(S) 얇은절연체(I) 임계전압이하: 전류흐르지않음임계전압이상: 전류가흐름 (4) 자성재료방위자침자석핀전자석모터발전기스피커트랜스또는자기테이프자기디스크카드등의제품에서자기적인기능을담당하는재료들 (4) 자성재료방위자침자석핀전자석모터발전기스피커트랜스또는자기테이프자기디스크카드등의제품에서자기적인기능을담당하는재료들 N S 자기력선전류의방향 + 전자전류I e N S 대부분의물질강자성체에자계를가했을때 . 연자성 재료 : Ni-Fe, Fe-Al, Fe-Al-Si) .경자성재료 : 페라이트 자석 , Al-Ni-Co 자석 .자기변형재료 . 자기헤드용 .자기센서 .회전, 탄성파 검출 ⊙ 자성체 . 상자성체 . 반 자성체 자석N S자성체자석N N자성체⊙ 투자율 (.)= 자속밀도(B) 자장의 세기(H) a b c d e fO +B -B +H-H 자기이력곡선자성재료의 종류 용도 . 연자성 재료 : Ni-Fe, Fe-Al, Fe-Al-Si) .경자성재료 : 페라이트 자석 , Al-Ni-Co 자석 .자기변형재료 . 자기헤드용 .자기센서 .회전, 탄성파 검출 ⊙ 자성체 . 상자성체 . 반 자성체 자석N S자성체자석N N자성체⊙ 투자율 (.)= 자속밀도(B) 자장의 세기(H) a b c d e fO +B -B +H-H 자기이력곡선자성재료의 종류 용도 Austenite 조직Marstenite 조직변형Marstenite 조직힘을가한다냉각조직만변하고형태는변하지않는다. 가열조직이변하고원래의형태로돌아간다. 가공에의하여형태가변한다. (5) 형상기억합금변태온도이하에서변형시켜변태온도이상으로가열하면원래의형상으로뒤돌아가는합금Austenite 조직Marstenite 조직변형Marstenite 조직힘을가한다냉각조직만변하고형태는변하지않는다. 가열조직이변하고원래의형태로돌아간다. 가공에의하여형태가변한다. (5) 형상기억합금변태온도이하에서변형시켜변태온도이상으로가열하면원래의형상으로뒤돌아가는합금 .압전성복합재료: PTZ(PbZrXTi 1-XO3)+ 포리불화비닐·6불화플로플렌·4불화에틸렌중합체인불화고무PTZ(PbZrXTi 1-XO3)+ 클로로플렌고무.도전성고분자재료.바이메탈: 열팽창계수가큰금속과적은금속을접합시킨것.온도센서: 유기반도체, 액정, 폴리아크릴로트릴분해물, 압전성고분자복합재료.방사선센서: 스틸렌, 안트라센등을아크릴계플라스틱에분산.변위센서: PVDF( 폴리불화비닐리덴) ` (7) 복합재료두가지이상의재료를조합해서만든재료복합재료의종류및용도(8) 유기재료고분자화합물재료유기재료의종류및용도.압전성복합재료: PTZ(PbZrXTi 1-XO3)+ 포리불화비닐·6불화플로플렌·4불화에틸렌중합체인불화고무PTZ(PbZrXTi 1-XO3)+ 클로로플렌고무.도전성고분자재료.바이메탈: 열팽창계수가큰금속과적은금속을접합시킨것.온도센서: 유기반도체, 액정, 폴리아크릴로트릴분해물, 압전성고분자복합재료.방사선센서: 스틸렌, 안트라센등을아크릴계플라스틱에분산.변위센서: PVDF( 폴리불화비닐리덴) ` (7) 복합재료두가지이상의재료를조합해서만든재료복합재료의종류및용도(8) 유기재료고분자화합물재료유기재료의종류및용도 .Ni-Ti 계(니티놀) .Cu-Al-Zn 계(베타로이) .온도개페장치.thermostat 형상기억합금의종류용도.산소센서, 연료전지용재료: Ca 또는Y원자를포함하는ZrO2(CaO-PSZ, Y2O3 - PSZ) .가스센서(n형반도체특성이용, H2, O2, CO 검출에이용) : NiO, Cr2O3, Cu2O, V2O5, ZnO, SnO2 , Cu-Al-Zn 계(베타로이), MnO2, Fe2O3, TiO2 .초전도자석, 고속스위칭소자: Ba-La-Cu-O 및Ba-Y-Cu-O 계산화물(9) Ceramic 재료금속원소와탄소(C), 질소(N), 산소(O), 인(P), 황(S) 중의1개원소와의화합물Ceramic 의종류및용도.Ni-Ti 계(니티놀) .Cu-Al-Zn 계(베타로이) .온도개페장치.thermostat 형상기억합금의종류용도.산소센서, 연료전지용재료: Ca 또는Y원자를포함하는ZrO2(CaO-PSZ, Y2O3 - PSZ) .가스센서(n형반도체특성이용, H2, O2, CO 검출에이용) : NiO, Cr2O3, Cu2O, V2O5, ZnO, SnO2 , Cu-Al-Zn 계(베타로이), MnO2, Fe2O3, TiO2 .초전도자석, 고속스위칭소자: Ba-La-Cu-O 및Ba-Y-Cu-O 계산화물(9) Ceramic 재료금속원소와탄소(C), 질소(N), 산소(O), 인(P), 황(S) 중의1개원소와의화합물Ceramic 의종류및용도 제2장센서에필요한회로기술2.1 Diode 제3 주제2장센서에필요한회로기술2.1 Diode 제3 주 2.1 Diode P형반도체N형반도체과잉전자정공(Holl) 케소드(Cathode) C 아노드(Anode) A P형반도체와N형반도체를면또는점함시킨반도체(1) 전위장벽(potential barrier) 및공핍층(deplection layer) pn접합반도체에서carrier 가존재하지않는영역공핍층pn접합의접합부에서는p형영역의정공과n형영역의전자가재결합하여소멸하기때문에p층에는정공을잃은음이온의열이남고n층에서는전자를잃은양이온의열이남아서p층이-, n 층이+전하를가진전위의경사면전위장벽2.1 Diode P형반도체N형반도체과잉전자정공(Holl) 케소드(Cathode) C 아노드(Anode) A P형반도체와N형반도체를면또는점함시킨반도체(1) 전위장벽(potential barrier) 및공핍층(deplection layer) pn접합반도체에서carrier 가존재하지않는영역공핍층pn접합의접합부에서는p형영역의정공과n형영역의전자가재결합하여소멸하기때문에p층에는정공을잃은음이온의열이남고n층에서는전자를잃은양이온의열이남아서p층이-, n 층이+전하를가진전위의경사면전위장벽 P형반도체N형반도체+ 경계면전위밀도전위장벽전위장벽공핍층(2) 순방향bias 와역방향bias 순방향bias 역방향bias P형반도체N형반도체+ 경계면전위밀도전위장벽전위장벽공핍층(2) 순방향bias 와역방향bias 순방향bias 역방향bias pn 접합시 p형영역을 양전위 , n 형 영역에 음전위를 인가하는 것 pn 접합시 p형영역을 음전위 , n 형 영역을 양전위를 인가하는 것 역방향전압순방향전류문턱전압또는차단전압Break Down Voltage 역방향전류순방향전압(3) Diode 의전류전압특성곡선P형반도체N형반도체+R P형반도체N형반도체+ 공핍층R 순방향bias(forward bias) 역방향bias(reverse bias) 공핍층(a) 전류가흐름(b) 전류가흐르지않음역방향전압순방향전류문턱전압또는차단전압Break Down Voltage 역방향전류순방향전압(3) Diode 의전류전압특성곡선P형반도체N형반도체+R P형반도체N형반도체+ 공핍층R 순방향bias(forward bias) 역방향bias(reverse bias) 공핍층(a) 전류가흐름(b) 전류가흐르지않음 Diode 정류, Switching, 검파용Diode 고주파용Diode 전압안정용Diode 수,발광Diode 범용Diode Tunnel Diode Varacter Zener Diode Avalanche Diode LED Photo Diode Laser Diode (4) Diode 의종류쇼트키베리어Diode 쇼트키베리어Diode PIN Diode 1) 범용다이오드, PN Diode 단지순방향으로전류가흐르는성질을이용하는가장기본적인PN 접합다이오드Diode 정류, Switching, 검파용Diode 고주파용Diode 전압안정용Diode 수,발광Diode 범용Diode Tunnel Diode Varacter Zener Diode Avalanche Diode LED Photo Diode Laser Diode (4) Diode 의종류쇼트키베리어Diode 쇼트키베리어Diode PIN Diode 1) 범용다이오드, PN Diode 단지순방향으로전류가흐르는성질을이용하는가장기본적인PN 접합다이오드 순 방향 저항값이 0 이고 역방향 저항 값이 ∞ 인 Diode 정류용(6A) 정류용(1A) 스위칭용 아노드 (Anode) A (a) 구조 (b) 기호 케소드 (Cathode) C 아노드 (Anode) A 케소드 (Cathode) C ⅹ 용 도 검파 ，정류 ，스위칭 이상적인 정류형 Diode 순 방향 저항값이 0 이고 역방향 저항 값이 ∞ 인 Diode 정류용(6A) 정류용(1A) 스위칭용 아노드 (Anode) A (a) 구조 (b) 기호 케소드 (Cathode) C 아노드 (Anode) A 케소드 (Cathode) C ⅹ 용 도 검파 ，정류 ，스위칭 이상적인 정류형 Diode 아노드(Anode) A (a) 구조(b) 기호케소드(Cathode) C 아노드(Anode) A 케소드(Cathode) C 2) 제너다이오드(Zener Diode) 불순물농도를높게하여정전압을얻을수있도록제조된PN 접합형Si Diode (a) 항복전압이하전류가흐르지않음(a) 항복전압이상P형반도체N형반도체+_ 공핍층R P형반도체N형반도체+ R 공유결합으로다시자유전자발생자유전자의빈자리에다시정공발생급격히많은전류가흐르기시작제너다이오드의작동원리아노드(Anode) A (a) 구조(b) 기호케소드(Cathode) C 아노드(Anode) A 케소드(Cathode) C 2) 제너다이오드(Zener Diode) 불순물농도를높게하여정전압을얻을수있도록제조된PN 접합형Si Diode (a) 항복전압이하전류가흐르지않음(a) 항복전압이상P형반도체N형반도체+_ 공핍층R P형반도체N형반도체+ R 공유결합으로다시자유전자발생자유전자의빈자리에다시정공발생급격히많은전류가흐르기시작제너다이오드의작동원리 순방향전압역방향전압순방향전류역방향전류문턱전압또는차단전압Vz Zener region Zener Diode 의전류전압특성기호용도고주파발진회로, 고속스위칭회로에사용아노드(Anode) A 케소드(Cathode) C 3) 턴널(에사끼) 다이오드(Tunnel Diode,) 불순물농도를1025∼1026개/m3정도로심하게doping 하여제조한PN 접합다이오드용도전압안전용정전압용제너다이오드순방향전압역방향전압순방향전류역방향전류문턱전압또는차단전압Vz Zener region Zener Diode 의전류전압특성기호용도고주파발진회로, 고속스위칭회로에사용아노드(Anode) A 케소드(Cathode) C 3) 턴널(에사끼) 다이오드(Tunnel Diode,) 불순물농도를1025∼1026개/m3정도로심하게doping 하여제조한PN 접합다이오드용도전압안전용정전압용제너다이오드 Tunnel Diode 의작동원리(a) 바이어스가없을때가전자대전도대P층N층공핍층페르미준위Eg 가전자대전도대P층N층공핍층페르미준위Eg (b) 작은순바이어스가없을때(c) 큰순방향바이어스가전자대전도대P층N층공핍층페르미준위Eg 터널효과에의한전류부성저항부보통다이오드의순방향전류0 V I (d) 전류, 전압특성Tunnel Diode 의작동원리(a) 바이어스가없을때가전자대전도대P층N층공핍층페르미준위Eg 가전자대전도대P층N층공핍층페르미준위Eg (b) 작은순바이어스가없을때(c) 큰순방향바이어스가전자대전도대P층N층공핍층페르미준위Eg 터널효과에의한전류부성저항부보통다이오드의순방향전류0 V I (d) 전류, 전압특성 공핍층이매우좁고불순물농도가매우큰pn 접합에어떤크기의역방향전압을가했을대p영역의전자가공핍층을관통하여n영역으로흘러가는현상터널효과(tunnel effect) 특징부성저항특성용도고주파발진회로, 고속스위칭회로4) Schottky 다이오드금속과반도체접촉면에생기는장벽의정류작용을이용한Diode 구조케소드(Cathode) C 아노드(Anode) A 기호특징누설전류가흐르지않음(다수케리어만있고소수케리어없음용도고주파스위칭용공핍층이매우좁고불순물농도가매우큰pn 접합에어떤크기의역방향전압을가했을대p영역의전자가공핍층을관통하여n영역으로흘러가는현상터널효과(tunnel effect) 특징부성저항특성용도고주파발진회로, 고속스위칭회로4) Schottky 다이오드금속과반도체접촉면에생기는장벽의정류작용을이용한Diode 구조케소드(Cathode) C 아노드(Anode) A 기호특징누설전류가흐르지않음(다수케리어만있고소수케리어없음용도고주파스위칭용 금속 N 형 반도체 5) 가변용량다이오드(variable capacitance diode 배리캡또는버랙터:varactor) pn 접합부의공핍층에carrier 가없도록하여이부분을절연체로작용하도록만든다이오드아노드(Anode) A 케소드(Cathode) C P형반도체N형반도체공핍층+- (a) 제품(b) 구조(c) 기호특징용도.자동주파수제어( AFC 회로) .주파수변조(FM 회로) .각종제어회로역방향바이어스를걸면그전압의크기에따라공핍층의두께가변해정전용량변화5) 가변용량다이오드(variable capacitance diode 배리캡또는버랙터:varactor) pn 접합부의공핍층에carrier 가없도록하여이부분을절연체로작용하도록만든다이오드아노드(Anode) A 케소드(Cathode) C P형반도체N형반도체공핍층+- (a) 제품(b) 구조(c) 기호특징용도.자동주파수제어( AFC 회로) .주파수변조(FM 회로) .각종제어회로역방향바이어스를걸면그전압의크기에따라공핍층의두께가변해정전용량변화 6) 애벌란치다이오드(Avalanche Diode) PN 접합에역방향의고전압을가했을대생기는애벌란치효과에의해마이크로파를발진시키는다이오드PN 접합에가한전압이어느값이상이되면이동속도에의해큰에너지를얻게된전자와정공들이가전자대전자와충돌하여새로운전자와정공쌍을만들게되고이들새로운전자와정공쌍이같은일을되풀이하여전도대전자와정공쌍이급격히증가하는효과애벌란치효과(Avalanche Effect) 7) PIN 다이오드(PIN Diode) 강하게도핑된P층과N층사이에진성반도체에가까운고저항물질이있어초고주파의역bias 시에는매우높은임피던스를가지고순방향에서는낮은임피던스의특성을가진다이오드(VHF Tuner 의감쇄기회로에사용) 6) 애벌란치다이오드(Avalanche Diode) PN 접합에역방향의고전압을가했을대생기는애벌란치효과에의해마이크로파를발진시키는다이오드PN 접합에가한전압이어느값이상이되면이동속도에의해큰에너지를얻게된전자와정공들이가전자대전자와충돌하여새로운전자와정공쌍을만들게되고이들새로운전자와정공쌍이같은일을되풀이하여전도대전자와정공쌍이급격히증가하는효과애벌란치효과(Avalanche Effect) 7) PIN 다이오드(PIN Diode) 강하게도핑된P층과N층사이에진성반도체에가까운고저항물질이있어초고주파의역bias 시에는매우높은임피던스를가지고순방향에서는낮은임피던스의특성을가진다이오드(VHF Tuner 의감쇄기회로에사용) 기호용도광결합기, 디지털계측기, 탁산계산기등에사용아노드(Anode) A 케소드(Cathode) C 리드선이긴쪽이Anode, 잛은쪽이Cathode 8) 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode) PN 접합에서빛이투과할수있는반도체재료로P층을얇게만들고PN 접합에주입된전자와정공이재결합할때에발생하는자연방출광을이용한반도체소자P-GaAs P-AlGaAs P-GaAs N-AlGaAs N-GaAs + - 전극전극광출력- + P-GaAs P-AlGaAs P-GaAs N-AlGaAs N-GaAs 전극전극광출력면발광형(바라스형) 단면발광형(스팔루이네슨형) LED 의기본구성기호용도광결합기, 디지털계측기, 탁산계산기등에사용아노드(Anode) A 케소드(Cathode) C 리드선이긴쪽이Anode, 잛은쪽이Cathode 8) 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode) PN 접합에서빛이투과할수있는반도체재료로P층을얇게만들고PN 접합에주입된전자와정공이재결합할때에발생하는자연방출광을이용한반도체소자P-GaAs P-AlGaAs P-GaAs N-AlGaAs N-GaAs + - 전극전극광출력- + P-GaAs P-AlGaAs P-GaAs N-AlGaAs N-GaAs 전극전극광출력면발광형(바라스형) 단면발광형(스팔루이네슨형) LED 의기본구성 공핍층P층N층페르미준위가전자대전자확산전위금지대Eg Vd-V 공핍층P층N층페르미준위가전자대재결합V 인가전압(a) 전압인가전(b) 전압인가후광광LED 의발광원리9) Laser 다이오드(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation Diode) p-type 과n-type 반도체층사이에활성층박박을삽입하여빛을증폭발진시킨반도체소자GaAlAs GaAlAs GaAlAs 공핍층P층N층페르미준위가전자대전자확산전위금지대Eg Vd-V 공핍층P층N층페르미준위가전자대재결합V 인가전압(a) 전압인가전(b) 전압인가후광광LED 의발광원리9) Laser 다이오드(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation Diode) p-type 과n-type 반도체층사이에활성층박박을삽입하여빛을증폭발진시킨반도체소자GaAlAs GaAlAs GaAlAs + + 빛원자가높은에너지상태에있다가낮은에너지상태로내려가면서그차이에해당하는빛을스스로방출하는현상+ 빛빛+ 빛원자가높은에너지상태(여기상태)에있다가외부의빛에자극을받아서빛을방출하는현상(유도방출, induced emidion) + 낮은에너지상태의원자는빛을흡수하여높은에너지상태로전이하는현상+ 빛빛의방출이론LASER Mirror Half Mirror Brewster Window Power Supply Brewster Window LASER LASER 의구조(a)자발적방출(Spontaneous Emission) (b) 자극방출(Stimulated Emission) (C) 자극흡수(Stimulated Absorption) + + 빛원자가높은에너지상태에있다가낮은에너지상태로내려가면서그차이에해당하는빛을스스로방출하는현상+ 빛빛+ 빛원자가높은에너지상태(여기상태)에있다가외부의빛에자극을받아서빛을방출하는현상(유도방출, induced emidion) + 낮은에너지상태의원자는빛을흡수하여높은에너지상태로전이하는현상+ 빛빛의방출이론LASER Mirror Half Mirror Brewster Window Power Supply Brewster Window LASER LASER 의구조(a)자발적방출(Spontaneous Emission) (b) 자극방출(Stimulated Emission) (C) 자극흡수(Stimulated Absorption) 10) Photo 다이오드 pn 접합 Si diode 에 광을 조사하여 광전류가 흐르도록 한 Diode Photo Diode 의 기전력 발생원리 N형 반도체 P형 반도체 광 공 핍 대 + + ++ + + --- --- + - 페르미준위전도대전도대금지대광광광금지대금지대공핍층P형n형EHP 생성 전자 → N 형 반도체 정공 → P 형반도체 기전력 발생 케소드 (Cathode) C 아노드 (Anode) A 기호적외선 Photo Diode 10) Photo 다이오드 pn 접합 Si diode 에 광을 조사하여 광전류가 흐르도록 한 Diode Photo Diode 의 기전력 발생원리 N형 반도체 P형 반도체 광 공 핍 대 + + ++ + + --- --- + - 페르미준위전도대전도대금지대광광광금지대금지대공핍층P형n형EHP 생성 전자 → N 형 반도체 정공 → P 형반도체 기전력 발생 케소드 (Cathode) C 아노드 (Anode) A 기호적외선 Photo Diode 2.2 Bipolar Junction Transistor(BJT) Si 또는Ge 반도체로pnp 접합또는npn 접합을만들어스위칭, 증폭등을시키는반도체소자이미터베이스컬렉터P N P 이미터베이스컬렉터N P N E E C C B B 기호기호.이미터(emitter, E ) : 전하를보낸다는뜻으로NPN 에서는전자를내고PNP 에서는공공을낸다.컬렉터(collector, C) : 전하를모은다는뜻으로이미터에서나온전자또는정공을받아모은다. .베이스(base, B) : 기초라는뜻으로이미터로부터주입된전하를제어하기위한전류를공급하는부분2.2 Bipolar Junction Transistor(BJT) Si 또는Ge 반도체로pnp 접합또는npn 접합을만들어스위칭, 증폭등을시키는반도체소자이미터베이스컬렉터P N P 이미터베이스컬렉터N P N E E C C B B 기호기호.이미터(emitter, E ) : 전하를보낸다는뜻으로NPN 에서는전자를내고PNP 에서는공공을낸다.컬렉터(collector, C) : 전하를모은다는뜻으로이미터에서나온전자또는정공을받아모은다. .베이스(base, B) : 기초라는뜻으로이미터로부터주입된전하를제어하기위한전류를공급하는부분 .2SA×××PNP 타입의고주파용transistor .2SB×××PNP 타입의저주파용transistor .2SC×××NPN 타입의고주파용transistor .2SD×××NPN 타입의저주파용transistor 2 S C 42 A 제1숫자제1문자제3문자제4 숫자제5문자반도체소자의종류1 다이오드2 트렌지스터사이리스트FET 3 4 단자사이리스트FET 4 5 단자FET 반도체소자일본에서만사용하고있으며다른나라는사용하지않음종별A : PNP 형고주파용B : PNP 형저주파용C : NPN 형고주파용D : NPN 형고주파용F : 사이리스트H : 단접점트렌지스터J : P체널의FET P : 발광소자V : 가변용량다이오드등록번호11부터시작하는연속번호원형을변경한것은변경한차례로A,B,C,D,E,F, G,N,J,K 를붙인다. 또극성이반대인다이오드는A를붙인다. PN 접합반도체의기호의의미.2SA×××PNP 타입의고주파용transistor .2SB×××PNP 타입의저주파용transistor .2SC×××NPN 타입의고주파용transistor .2SD×××NPN 타입의저주파용transistor 2 S C 42 A 제1숫자제1문자제3문자제4 숫자제5문자반도체소자의종류1 다이오드2 트렌지스터사이리스트FET 3 4 단자사이리스트FET 4 5 단자FET 반도체소자일본에서만사용하고있으며다른나라는사용하지않음종별A : PNP 형고주파용B : PNP 형저주파용C : NPN 형고주파용D : NPN 형고주파용F : 사이리스트H : 단접점트렌지스터J : P체널의FET P : 발광소자V : 가변용량다이오드등록번호11부터시작하는연속번호원형을변경한것은변경한차례로A,B,C,D,E,F, G,N,J,K 를붙인다. 또극성이반대인다이오드는A를붙인다. PN 접합반도체의기호의의미 Ic B N P N E C EBB ECC IB Ic IE -+ -+ IE IB IE = IB + IC HFE(증폭도)=IC/IB 약10∼1000배B N P N E C EBB ECC IB Ic IE -+ -+ⅹ .IB전류가흐를때: CE 간switch on 상태.IB전류가흐르지않을때: CE 간switch off EB간을개방시킬때CE간은역방향바이어스가되어CE간전류가흐르지않는다. 트렌지스터의증폭작용트렌지스터의스위칭작용) Ic B N P N E C EBB ECC IB Ic IE -+ -+ IE IB IE = IB + IC HFE(증폭도)=IC/IB 약10∼1000배B N P N E C EBB ECC IB Ic IE -+ -+ⅹ .IB전류가흐를때: CE 간switch on 상태.IB전류가흐르지않을때: CE 간switch off EB간을개방시킬때CE간은역방향바이어스가되어CE간전류가흐르지않는다. 트렌지스터의증폭작용트렌지스터의스위칭작용) 제3장포토센서포토센서의기초3.1 제3장포토센서포토센서의기초3.1 3.1 Photo Sensor 의기초(1) Photo Sensor 란? 자외선에서적외선까지광파장영역의빛을검출하여이것을사용가능한양으로검출하는소자광기전력효과형포토센서광도전효과형포토센서광도전셀(CdS) 소형, 고감도, 저코스트카메라노출계, 포토릴레이, 광제어포토다이오드포토트렌지스터포토사이리스터소형, 저코스터, 전원불필요,대출력, 대전류제어카메라, 스트로브, 광전스위치, 바코드리더, 카드리더, 화상판독, 조광시스템, 레벨제어광전자방출형포토센서광전자증배관광전관초고감도, 응답속도가빠르다., 펄스계측, 미약광검출, 펄스카운터센서정밀광계츳기기초고속.극미약광검출복합형포토센서포토커플러포토인터럽터전기적절연, 아나로그광로에의한검출무접점릴레이전자장치, 노이즈컷, 광전스위치, 레벨제어, 광전식카운터포토센서의종류3.1 Photo Sensor 의기초(1) Photo Sensor 란? 자외선에서적외선까지광파장영역의빛을검출하여이것을사용가능한양으로검출하는소자광기전력효과형포토센서광도전효과형포토센서광도전셀(CdS) 소형, 고감도, 저코스트카메라노출계, 포토릴레이, 광제어포토다이오드포토트렌지스터포토사이리스터소형, 저코스터, 전원불필요,대출력, 대전류제어카메라, 스트로브, 광전스위치, 바코드리더, 카드리더, 화상판독, 조광시스템, 레벨제어광전자방출형포토센서광전자증배관광전관초고감도, 응답속도가빠르다., 펄스계측, 미약광검출, 펄스카운터센서정밀광계츳기기초고속.극미약광검출복합형포토센서포토커플러포토인터럽터전기적절연, 아나로그광로에의한검출무접점릴레이전자장치, 노이즈컷, 광전스위치, 레벨제어, 광전식카운터포토센서의종류 분류 센서의 종류 특징 주 용도 + 광 에너지 전리 여기 복기 전자파 발생 (발광) 구속전자의 위치 제 1 장벽 전도전자의 위치 제 2 장벽 방출전자의 위치 물질 내부 E 에너지 준위 기저준위 K각(n=1) 페르미 준위 (Wf) O(°K) L각(n=2) M각(n=3) 탈출 준위 (Wo) W 자유공간 전자와 에너지 자외선 (380nm 이하) 가시광선 (자색 ∼ 적색 ) 적외선 (780nm 이상) 갑마선 : ∼10 3 nm X선 : 10 3 nm ∼10nm 극원자외선 : 10nm ∼100nm 원자외선 : 100nm ∼280nm 중자외선 : 280nm ∼315nm 근자외선 : 315nm ∼380nm 380∼760 nm 근적외선 : 780 ∼1500nm 중적외선 : 1500 ∼5000nm 원적외선 : 5000nm ∼10㎛극원적외선 : 100㎛ ∼1mm극초단파 : 1mm ∼ 광의 분류 + 광 에너지 전리 여기 복기 전자파 발생 (발광) 구속전자의 위치 제 1 장벽 전도전자의 위치 제 2 장벽 방출전자의 위치 물질 내부 E 에너지 준위 기저준위 K각(n=1) 페르미 준위 (Wf) O(°K) L각(n=2) M각(n=3) 탈출 준위 (Wo) W 자유공간 전자와 에너지 자외선 (380nm 이하) 가시광선 (자색 ∼ 적색 ) 적외선 (780nm 이상) 갑마선 : ∼10 3 nm X선 : 10 3 nm ∼10nm 극원자외선 : 10nm ∼100nm 원자외선 : 100nm ∼280nm 중자외선 : 280nm ∼315nm 근자외선 : 315nm ∼380nm 380∼760 nm 근적외선 : 780 ∼1500nm 중적외선 : 1500 ∼5000nm 원적외선 : 5000nm ∼10㎛극원적외선 : 100㎛ ∼1mm극초단파 : 1mm ∼ 광의 분류 (2) Photo Sensor 에이용되는물리적현상광전효과광도전효과직접광전효과간접광전효과광전자방출효과외부광전효과내부광전효과광기전력효과광초전효과광열전효과열형광효과광전자방출효과(photoelectron emisson effect) 금속이나반도체의고체표면에충분한에너지의빛을쪼였을때전자가고체표면에서외부공간으로방출하는현상(전리) 물질표면외부로전자방출(전리)광조사(2) Photo Sensor 에이용되는물리적현상광전효과광도전효과직접광전효과간접광전효과광전자방출효과외부광전효과내부광전효과광기전력효과광초전효과광열전효과열형광효과광전자방출효과(photoelectron emisson effect) 금속이나반도체의고체표면에충분한에너지의빛을쪼였을때전자가고체표면에서외부공간으로방출하는현상(전리) 물질표면외부로전자방출(전리)광조사 광기전력효과(photovoltaic effect) 광기전력효과(photovoltaic effect) PN 접합 다이오드의 공핍층 부근에 빛을 쪼였을 때 전자 정공 상이 발생하여 전자는 N형 영역으로 , 정공은 P형영역으로 이동하기 때문에 기전력이 발생하는 현상 광 N형 P형 공핍층.EHP 생성.전자→N형정공→P형이동기전력발샐 + + ++ + + --- --- + - 페르미준위전도대전도대금지대광광광금지대금지대공핍층P형n형+ N형반도체P형반도체공핍층광조사전자정공광기전력발생 광도전효과(photoconductive effect) 도전률증가광조사반도체의표면에빛을쪼였을때전자정공쌍(electron-holl pair) 이생성되어도전율이변화(증가) 하는현상반도체가전자대의전자가전도대로이동(EHP 생성) - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + 온도변화분극전하분극전하부유전하FET G D S 초전효과(pyroelectric effect) 강유전체에온도변화를주면이온도변화에대응하여강유전체의표면에전하가유기되는현상광도전효과(photoconductive effect) 도전률증가광조사반도체의표면에빛을쪼였을때전자정공쌍(electron-holl pair) 이생성되어도전율이변화(증가) 하는현상반도체가전자대의전자가전도대로이동(EHP 생성) - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + 온도변화분극전하분극전하부유전하FET G D S 초전효과(pyroelectric effect) 강유전체에온도변화를주면이온도변화에대응하여강유전체의표면에전하가유기되는현상 광열전효과(photo thermoelectric effect) 전기적신호로변화적외선( 열) 광의열에너지가전기적신호로변환되는작용금속또는반도체소자종류제벡효과펠티에효과톰슨효과제벡효과(Seebeck effect) 2종의금속또는반도체를폐회로가되게접속하고, 접속한두점사이에온도차를주면기전력이발생하여전류를흐르는현상T+ΔTT 저온고온P형반도체확산전계정공의흐름+ _ 금속금속V 금속A-금속B또는금속-반도체접합두접합부에온도차기전력발생열전류가흐름광열전효과(photo thermoelectric effect) 전기적신호로변화적외선( 열) 광의열에너지가전기적신호로변환되는작용금속또는반도체소자종류제벡효과펠티에효과톰슨효과제벡효과(Seebeck effect) 2종의금속또는반도체를폐회로가되게접속하고, 접속한두점사이에온도차를주면기전력이발생하여전류를흐르는현상T+ΔTT 저온고온P형반도체확산전계정공의흐름+ _ 금속금속V 금속A-금속B또는금속-반도체접합두접합부에온도차기전력발생열전류가흐름 펠티에효과(peltier effect) 금속또는반도체를접속한두점사이에폐회로를구성하고전류를흘리면한쪽접속점에서는열을발생하고다른쪽접속점에서는열을흡수하는현상금속A-금속B 접합두접합부에전류인가+극접합부: 흡열.극접합부: 발열A 금속B 금속B 금속흡열(냉각) 발열(가열) 톰슨효과(Thomson effect) 폐회로가되도록접속한금속또는반도체의두점사이에온도차를주고직류전류를흘리면발열이나흡열이일어나는현상Fe + - + -Cu Cu 고온부저온부흡열펠티에효과(peltier effect) 금속또는반도체를접속한두점사이에폐회로를구성하고전류를흘리면한쪽접속점에서는열을발생하고다른쪽접속점에서는열을흡수하는현상금속A-금속B 접합두접합부에전류인가+극접합부: 흡열.극접합부: 발열A 금속B 금속B 금속흡열(냉각) 발열(가열) 톰슨효과(Thomson effect) 폐회로가되도록접속한금속또는반도체의두점사이에온도차를주고직류전류를흘리면발열이나흡열이일어나는현상Fe + - + -Cu Cu 고온부저온부흡열 제3장포토센서포토센서의종류3.2 제3장포토센서포토센서의종류3.2 루미네센스( 방사, luminescence ) 방사루미네센스어떤종류의화합물이광선, 자외선및X 선등의방사를받아서그파장보다긴파장의발광을하는현상(발광시열을동반하지않음) 형광( Fluorescence) 인광(Phosphorescence) Photoluminescence 현상반도체등에서빛을흡수한전자가여기상태로된다음원래상태로돌아갈때발광하는현상Electroluminescence 현상ZnS 와같은발광물질에강한전기장을인가하면전계의작용에의하여가속된자유전자가발광물질의전자를여기시키고여기된전자가원상태로돌아갈때발광하는현상Cathodoluminescence 현상음극선(전자류)이물체를충격할때생기는발광루미네센스( 방사, luminescence ) 방사루미네센스어떤종류의화합물이광선, 자외선및X 선등의방사를받아서그파장보다긴파장의발광을하는현상(발광시열을동반하지않음) 형광( Fluorescence) 인광(Phosphorescence) Photoluminescence 현상반도체등에서빛을흡수한전자가여기상태로된다음원래상태로돌아갈때발광하는현상Electroluminescence 현상ZnS 와같은발광물질에강한전기장을인가하면전계의작용에의하여가속된자유전자가발광물질의전자를여기시키고여기된전자가원상태로돌아갈때발광하는현상Cathodoluminescence 현상음극선(전자류)이물체를충격할때생기는발광 3.2 Photo Sensor 의종류(1) Photo Coupler 발광소자와수광소자를결합시켜하니의소자로만든광결합소자발광부소자EL(electro luminescence) LED (light Emitting diode LD (laser diode) EL(electro luminescence) 투명유리와투명전극으로된표면측유리판과금속전극을증착한배면유리판사이에발광층을샌드위치처럼끼워만든캐패시터구조로전극사이의발광층에전압을인가하여투명전극측으로빛이나오도록한고체발광소자유리발광재료Al 등의음극(Cathode) SnO2 또는in2O3 투명양극(Anode) 전자전자수송층정공수송층+- 3.2 Photo Sensor 의종류(1) Photo Coupler 발광소자와수광소자를결합시켜하니의소자로만든광결합소자발광부소자EL(electro luminescence) LED (light Emitting diode LD (laser diode) EL(electro luminescence) 투명유리와투명전극으로된표면측유리판과금속전극을증착한배면유리판사이에발광층을샌드위치처럼끼워만든캐패시터구조로전극사이의발광층에전압을인가하여투명전극측으로빛이나오도록한고체발광소자유리발광재료Al 등의음극(Cathode) SnO2 또는in2O3 투명양극(Anode) 전자전자수송층정공수송층+- 포토커플러 현재사용되고있는투광부광원의95%는LED 적색광LED 적외선LED GaAs 930nm 부근.출력이커서범용품에널리사용한다. .투과력이강해먼지에강하다. .색판별능력이거의없다. GaAsP 660nm 부근.눈으로확인할수있다. .비교적근거리센서또는흑,청, 녹색계의마크센서로사용된다. 녹색광LED GaP 550nm qnrms .광이약하다. .마크센서로써색판별및투과량의차이검출에사용된다. LED 의종류와특징근적외선(불가시광) 적색녹색대중소종류PN 접합의결정재료발광파장특징과응용발광색광출력수광부소자Photo Diode( PN Photo Diode , PIN Photo Diode, Sochottky Photo Diode, Avalanche Photo Diode Photo Tranistor Photodarlington LED(light Emitting diode) 현재사용되고있는투광부광원의95%는LED 적색광LED 적외선LED GaAs 930nm 부근.출력이커서범용품에널리사용한다. .투과력이강해먼지에강하다. .색판별능력이거의없다. GaAsP 660nm 부근.눈으로확인할수있다. .비교적근거리센서또는흑,청, 녹색계의마크센서로사용된다. 녹색광LED GaP 550nm qnrms .광이약하다. .마크센서로써색판별및투과량의차이검출에사용된다. LED 의종류와특징근적외선(불가시광) 적색녹색대중소종류PN 접합의결정재료발광파장특징과응용발광색광출력수광부소자Photo Diode( PN Photo Diode , PIN Photo Diode, Sochottky Photo Diode, Avalanche Photo Diode Photo Tranistor Photodarlington LED(light Emitting diode) Photo Diode .PN형 : 조도계, 카메라 노출계 .PIN 형 : 광통신, 레이저 디스크 .APD 형 : 광 파이버 광통신 광 hλ RLPN, PIN APD 등 구조 회로 용도 공핍층 N형P형 E IL Photo Diode .PN형 : 조도계, 카메라 노출계 .PIN 형 : 광통신, 레이저 디스크 .APD 형 : 광 파이버 광통신 광 hλ RLPN, PIN APD 등 구조 회로 용도 공핍층 N형P형 E IL Photo Transistor Optical Counter, Optical Detector, Infrared Sensor, Encoder, Smoke Detector`` C N P N 광조사B E 수광부C B E 구조등가회로RE 이미터출력콜렉터출력출력임피던스가적다출력임피던스가크다RL 용도Photo Transistor Optical Counter, Optical Detector, Infrared Sensor, Encoder, Smoke Detector`` C N P N 광조사B E 수광부C B E 구조등가회로RE 이미터출력콜렉터출력출력임피던스가적다출력임피던스가크다RL 용도 Photo Darlington Tr 보다높은감도를얻기위하여Tr의이미터를다른Tr의베이스에접속시킨소자N P N 광조사B1 C1 E1 P N C2 B2 E2 Ph Tr 1 Ph Tr 2 C B E Ic = hfe1 .hfe2 .IB RE RL 이미터출력콜렉터출력` 구조등가회로Photo Darlington Tr 보다높은감도를얻기위하여Tr의이미터를다른Tr의베이스에접속시킨소자N P N 광조사B1 C1 E1 P N C2 B2 E2 Ph Tr 1 Ph Tr 2 C B E Ic = hfe1 .hfe2 .IB RE RL 이미터출력콜렉터출력` 구조등가회로 기호K G A P N P N Anode(A) Cathode(K) Gate(G) K G A N P N P Anode(A) Cathode(K) Gate(G) A K IA IB1 IL IK a1 G a2 RL G IG K A 개방된두단자사이를빛에의해도통시킬수있어전류의On-Off 제어에쓰이는n-p-n-p 구조의소자Photo Thyristor A N P P N SiO2 J3 J2 J1 G K 구조등가회로기호K G A P N P N Anode(A) Cathode(K) Gate(G) K G A N P N P Anode(A) Cathode(K) Gate(G) A K IA IB1 IL IK a1 G a2 RL G IG K A 개방된두단자사이를빛에의해도통시킬수있어전류의On-Off 제어에쓰이는n-p-n-p 구조의소자Photo Thyristor A N P P N SiO2 J3 J2 J1 G K 구조등가회로 빛을방출하는발광부와빛이대상물에의애반사, 흡수, 투과, 차광등의변화를받는것을수광부에서수광하여비접촉으로물체의회전또는유무, 위치등을검출하는소자(포토인터럽터) 또는On/Off 신호를내는소자(광전스위치) 투광부수광부투광부+수광부1) Photointerrupter, 광전스위치대상물.빛이검출될때: 물체가없음.빛이검출되지않을때: 물체가있음발광부수광부물체물체수광부.빛검출될떄: 물체있음.빛검출안될때: 물체없음발광부투과방식직접반사방식수광부발광부물체.빛검출될떄: 물체없음.빛검출안될때: 물체있음거울반사방식거울물체검출방식투과형반사형빛을방출하는발광부와빛이대상물에의애반사, 흡수, 투과, 차광등의변화를받는것을수광부에서수광하여비접촉으로물체의회전또는유무, 위치등을검출하는소자(포토인터럽터) 또는On/Off 신호를내는소자(광전스위치) 투광부수광부투광부+수광부1) Photointerrupter, 광전스위치대상물.빛이검출될때: 물체가없음.빛이검출되지않을때: 물체가있음발광부수광부물체물체수광부.빛검출될떄: 물체있음.빛검출안될때: 물체없음발광부투과방식직접반사방식수광부발광부물체.빛검출될떄: 물체없음.빛검출안될때: 물체있음거울반사방식거울물체검출방식투과형반사형 구성에의한광전스위치의분류종류특징엠프내장형투수광소자+ 엠프전원출력릴레이AC 전원엠프분리형Head 부교류전원형엠프유닛AC 전원릴레이접점출력전원내장형투수광소자엠프직류전원출력릴레이AC 전원릴레이접점출력.엠프를내장하여직류전압만가하면relay drive 출력이얻어진다. .엠프분리형에비하여내성이좋다. .비교적간단하다. .신뢰성이높고수명이길다. .경제적이다. .투광소자만을헤드부로분리하였으므로검출부를작게할수있다. .헤드부에신호가작고배선에의해엠프까지접속해야하므로엠프내장형에비하여노이즈에대해서분리하다. .전용엠프유닛이필요하다. .광전스위치에필요한기능을모두내장하고있으므로상용전력을가하기만하면제어출력이얻어진다. .릴레이내장식은릴레이수명에주의해야한다. .약간외형이커진다.. 릴레이접점출력구성에의한광전스위치의분류종류특징엠프내장형투수광소자+ 엠프전원출력릴레이AC 전원엠프분리형Head 부교류전원형엠프유닛AC 전원릴레이접점출력전원내장형투수광소자엠프직류전원출력릴레이AC 전원릴레이접점출력.엠프를내장하여직류전압만가하면relay drive 출력이얻어진다. .엠프분리형에비하여내성이좋다. .비교적간단하다. .신뢰성이높고수명이길다. .경제적이다. .투광소자만을헤드부로분리하였으므로검출부를작게할수있다. .헤드부에신호가작고배선에의해엠프까지접속해야하므로엠프내장형에비하여노이즈에대해서분리하다. .전용엠프유닛이필요하다. .광전스위치에필요한기능을모두내장하고있으므로상용전력을가하기만하면제어출력이얻어진다. .릴레이내장식은릴레이수명에주의해야한다. .약간외형이커진다.. 릴레이접점출력 .비접촉으로검출.검출거리가길다. .다양한검출대상물.빠른응답시간.색의판별가능.자유로운수광넓이와굵기.고정도의검출가능엠프내장형광전스위치거리설정형레이져광전스위치광전스위치의특징광전스위치의검출물체와검출거리.비접촉으로검출.검출거리가길다. .다양한검출대상물.빠른응답시간.색의판별가능.자유로운수광넓이와굵기.고정도의검출가능엠프내장형광전스위치거리설정형레이져광전스위치광전스위치의특징광전스위치의검출물체와검출거리 종 류 DC전원, 무접점 출력형 NPN 출력형 투과형 거울 반사형 직접 반사형 검출거리 15m 0.1-5m 70cm 검출물체 Φ15mm 이상 불투명체 Φ60mm 이상 불투명체 투명체, 반투명체 ,불투명체 광전스위치의사용예진공조내의액정기판검출공구의파손검출엘리베이트위치검출차량통과검출물체의통과검출라벨부착유무검출광전스위치의사용예진공조내의액정기판검출공구의파손검출엘리베이트위치검출차량통과검출물체의통과검출라벨부착유무검출 제품의색상판별투명물체의검출방법주행위치검출별입력측과출력측을전기적으로절연시키고광에의한신호를전달하기위한photo coupler( 광로가패키지내에존재) 2) Photo isolator 흑색수지발광부(LED) 투명수지수광부(포토트렌지스터) 외부리드제품의색상판별투명물체의검출방법주행위치검출별입력측과출력측을전기적으로절연시키고광에의한신호를전달하기위한photo coupler( 광로가패키지내에존재) 2) Photo isolator 흑색수지발광부(LED) 투명수지수광부(포토트렌지스터) 외부리드 (2) 광도전셀(Photoconductive cell ) 조사되는광의량에따라전기저항이변화하는소자 전극A 전극B저항계광도전률증가CdS 광도전체가전자대의전자가전도대로이동(EHP 생성) 광조사구조원리RL 전등회로기호특징응답속도가느림. 가시광선이상의적외선검출에이용광도전체로CdS( 가시광), CdSe( 적외선)를사용하는센서.장점: 고감도, 소형, 저가, 사람과유사한분광감도.담점: 느린응답속도, 광이력특성.용도: 카메라노출계, 가로등자동점멸기. 프레임아이광도전체로PbS, PbSe 를사용하는센서(용도:근적외선센서)Pb 광도전셀(2) 광도전셀(Photoconductive cell ) 조사되는광의량에따라전기저항이변화하는소자 전극A 전극B저항계광도전률증가CdS 광도전체가전자대의전자가전도대로이동(EHP 생성) 광조사구조원리RL 전등회로기호특징응답속도가느림. 가시광선이상의적외선검출에이용광도전체로CdS( 가시광), CdSe( 적외선)를사용하는센서.장점: 고감도, 소형, 저가, 사람과유사한분광감도.담점: 느린응답속도, 광이력특성.용도: 카메라노출계, 가로등자동점멸기. 프레임아이광도전체로PbS, PbSe 를사용하는센서(용도:근적외선센서)Pb 광도전셀 (3) 적외선센서(infrared sensor ) 물체에서복사되고있는적외선을포착함으로써물체표면에온도분포등을계측하거나적외선을물체에방사하여그적외선의흡수, 투과, 반사등의특성을계측하는센서열형적외선센서양자형적외선센서광기전력형적외선센서광도전형적외선센서종류초전형적외선센서서모파일볼로미터1) 양자형적외선센서광도전효과, 광기전력효과등을이용하여적외선을검출하는소자특징 ①감도가높다. ②응답속도가빠르다. ③검출감도에파장의존성이있다. ④원적외선영역에서의측정에는냉각(액체질소)이필요하다. (3) 적외선센서(infrared sensor ) 물체에서복사되고있는적외선을포착함으로써물체표면에온도분포등을계측하거나적외선을물체에방사하여그적외선의흡수, 투과, 반사등의특성을계측하는센서열형적외선센서양자형적외선센서광기전력형적외선센서광도전형적외선센서종류초전형적외선센서서모파일볼로미터1) 양자형적외선센서광도전효과, 광기전력효과등을이용하여적외선을검출하는소자특징 ①감도가높다. ②응답속도가빠르다. ③검출감도에파장의존성이있다. ④원적외선영역에서의측정에는냉각(액체질소)이필요하다. ①광도전형적외선센서조사되는적외선의량에따라도전률이증가하고전기저항이감소하는현상을이용하여적외선의강도를검출하는소자적외선(3㎛이상) PbS, PbSe, Ge, Si HgCdTe, PbSnTe 등양단에전압인가1. 가전자대의전자가전도대로이동2. 적외선의강도에비례하여전류증가3, 전류변화, 저항변화로적외선강도검출방사온도계, 적외분광광도계등에사용용도 ②광기전력형적외선센서PN접합반도체에적외선조사하고적외선의세기에따라기전력및광전류가증가하는현상을이용하여적외선의강도를검출하는소자적외선(3㎛이상) Ge, GaAs 등P-N 접합Diode 1.전위장벽변화2.자유전자→n영역, 정공→P영역으로이동3.기전력변화로온도측정방범, 방화, 방사온도계, 산업용열추적센서등에사용용도 ①광도전형적외선센서조사되는적외선의량에따라도전률이증가하고전기저항이감소하는현상을이용하여적외선의강도를검출하는소자적외선(3㎛이상) PbS, PbSe, Ge, Si HgCdTe, PbSnTe 등양단에전압인가1. 가전자대의전자가전도대로이동2. 적외선의강도에비례하여전류증가3, 전류변화, 저항변화로적외선강도검출방사온도계, 적외분광광도계등에사용용도 ②광기전력형적외선센서PN접합반도체에적외선조사하고적외선의세기에따라기전력및광전류가증가하는현상을이용하여적외선의강도를검출하는소자적외선(3㎛이상) Ge, GaAs 등P-N 접합Diode 1.전위장벽변화2.자유전자→n영역, 정공→P영역으로이동3.기전력변화로온도측정방범, 방화, 방사온도계, 산업용열추적센서등에사용용도 적외선집광렌즈인체감지초전형적외선센서 ①초전형적외선센서물체에서방사되는적외선에너지의흡수에따른초전효과를이용하여물체의유무, 형상및을온도변화를식별하는센서2) 열형적외선센서특징 ①감도는양자형에비하여낮다, ②응답속도는양자형에비하여늦다. ③검출감도의파장의존성이없다④냉각이필요없다.(상온사용가능) 적외선을일단열로변환하고저항변화나기전력등의형태로출력을꺼내는형태적외선집광렌즈인체감지초전형적외선센서 ①초전형적외선센서물체에서방사되는적외선에너지의흡수에따른초전효과를이용하여물체의유무, 형상및을온도변화를식별하는센서2) 열형적외선센서특징 ①감도는양자형에비하여낮다, ②응답속도는양자형에비하여늦다. ③검출감도의파장의존성이없다④냉각이필요없다.(상온사용가능) 적외선을일단열로변환하고저항변화나기전력등의형태로출력을꺼내는형태 강유전체가 적외선 , 열등의 에너지를 받으면 그 열에너지 를 흡수하여 자발분극의변화를 일으키고 그변화량 에 비례하여 전하가 유기되는 현상 초전효과 (pyroelectric effect) - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + 온도변화 강 유전체 강 유전체 자발분극 변화 적외선 강 유전체 LiTaO3, PbTiO3, PTZ .적외선을 흡수 T℃→ (T+ ΔT)℃ 로 온도변화 .자발분극의 크기 변화 (감소) 온도변화에 발생하는 부유전하를 전압으로 검출하여적외선 검출 원리 용도 .인체감지 , 화재감지, GAS 감지(NDIR) 비접촉 온도계 .물체의 유무식별 , 형상인식 , 자동제어 검출에서 이물질 검출 .물체의 풍경이나 온도 분포를 비접촉으로 얻는 적외선 화상 강유전체가 적외선 , 열등의 에너지를 받으면 그 열에너지 를 흡수하여 자발분극의변화를 일으키고 그변화량 에 비례하여 전하가 유기되는 현상 초전효과 (pyroelectric effect) - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + 온도변화 강 유전체 강 유전체 자발분극 변화 적외선 강 유전체 LiTaO3, PbTiO3, PTZ .적외선을 흡수 T℃→ (T+ ΔT)℃ 로 온도변화 .자발분극의 크기 변화 (감소) 온도변화에 발생하는 부유전하를 전압으로 검출하여적외선 검출 원리 용도 .인체감지 , 화재감지, GAS 감지(NDIR) 비접촉 온도계 .물체의 유무식별 , 형상인식 , 자동제어 검출에서 이물질 검출 .물체의 풍경이나 온도 분포를 비접촉으로 얻는 적외선 화상 ②서모파일(Thermopile) 열전대(thermocouple) 를미소한넓이에고밀도로배치하여수광영역이온접점, 기판을냉접점으로하여열전대의원리를이용하여온도를측정하는소자온접저부열전대를고밀도로배치열전대를직렬로연결냉접점부냉접점부 ○○ 1.온도변화에비례하여열기전력변화2.열기전력변화로온도측정적외선 ③볼로미터(bolometer) 빛의흡수로인한온도상승으로전기저항이변화하는것을이용한광검출소자검출부분이금속으로되어있어서온도가올라감에따라저항이증가하는것을이용하여빛을검출원리용도온도측정및복사측정에서광범위하게사용 ②서모파일(Thermopile) 열전대(thermocouple) 를미소한넓이에고밀도로배치하여수광영역이온접점, 기판을냉접점으로하여열전대의원리를이용하여온도를측정하는소자온접저부열전대를고밀도로배치열전대를직렬로연결냉접점부냉접점부 ○○ 1.온도변화에비례하여열기전력변화2.열기전력변화로온도측정적외선 ③볼로미터(bolometer) 빛의흡수로인한온도상승으로전기저항이변화하는것을이용한광검출소자검출부분이금속으로되어있어서온도가올라감에따라저항이증가하는것을이용하여빛을검출원리용도온도측정및복사측정에서광범위하게사용 열전대 (Thermocouple)