머리말

21세기 급변하는 기술의 변화 속에 4차 산업혁명의 시대로 접어들면서 디지털 기술은 우리 생활을 변화시키는 가장 중요한 요소가 되었으며 컴퓨터를 이용한 설계와 검증의 중요성이 커지고 있다. 시뮬레이션 단계에서 회로 설계가 끝난 후 실제 동작에 대한 검증이 가능해지면서 제품에 대한 개발 단가와 개발시간이 단축되었으며 회로에 대한 깊은 지식과 경험이 없더라도 복잡한 회로에 대한 분석과 응용이 편리해졌다.

회로 설계과정에서 회로 동작에 대한 정확한 수학적 계산은 여전히 중요하지만 설계에 대한 검증과 다양한 동작 조건에서의 회로 동작에 대한 신뢰성을 예측하기 위해서 회로 시뮬레이션의 중요성은 더욱 커지고 있다.

현재 아날로그 및 디지털회로 설계 분야에서 가장 많이 사용되고 있는 PSpice (Professional Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)는 1972년 미국 버클리에 있는 캘리포니아 대학에서 워크스테이션용으로 개발되어 기존의 회로 설계 방식을 혁신하여 1984년 PC용으로도 개발되어 일반 개인도 실제 설계업무에 적용할 수 있어 설계 단계에서 다양한 모의 실험을 수행할 수 있다.

과거에는 회로전문가들만이 복잡한 회로를 설계하고 시뮬레이션 프로그램도 고가였지만 지금은 전자회로에 대한 어느 정도의 지식이 있다면 기존의 다양한 회로를 응용하여 제품을 제작하지 않더라도 설계를 진행할 수 있으며 반복적인 시행착오 없이도 시뮬레이션 검증 작업을 통해 원하는 결과물을 바로 얻을 수 있게 되었다.

1992년 윈도우 버전으로 GUI(Graphic User Interface)가 지원되면서 회로 설계를 도식적으로 하게 되어 큰 발전을 이루었다.

본 책은 PSpice를 사용함에 있어 반드시 알아야 하는 기능과 관련 서적에서 다루지 않지만 알아 두면 유용한 내용을 참고로 추가하여 차별된 설계능력을 갖출 수 있으며 전자회로의 기본 원리부터 대학 학부 수준의 다양한 이론과 실제 현장에서 많이 사용되는 회로에 대한 설명과 예제를 수록하였다. PSpice를 이용하여 시뮬레이션을 진행하고 결과를 다양한 형태로 확인하면서 수동회로, 능동회로, OP AMP 회로, 전원회로, 발진회로, 디지털회로에 대한 이론적인 이해를 도모하였으며 다양한 PSpice 라이브러리와 자기만의 부품 라이브러리를 만들 수 있도록 내용을 구성하였다.

또한 본서는 10년 이상 실제 회로 설계 업무를 진행한 경험을 바탕으로 초보자부터 실제 개발자에 이르기까지 PSpice 를 사용함에 있어 반드시 알아야 하는 내용들만을 수록하여 독자들로 하여금 빠른 기간에 툴 사용을 익히고 전기, 전자 회로이론에 대한 습득과 설계능력을 키우는데 초점을 맞추었다.

유능한 회로설계자일수록 설계과정 중 시뮬레이션 도구를 최소로 이용하고 검증단계에서만 툴을 이용하는 자세가 바람직하며 이러한 능력은 다양한 경험과 회로에 대한 직관적 해석 능력이 뒷받침되어야 한다.

아무쪼록 본서를 통하여 독자들이 PSpice와 친밀해지고 설계능력에 도움이 되었으면 하는 바램이며 빠르게 변화하는 4차산업 기술시대에 자신의 꿈과 역량을 발휘할 수 있기를 바란다. 끝으로 이 책이 나오기까지 복두출판사 및 나인플러스 관계자 여러분께 감사를 전하며 PSpice 수업을 재미있게 들어 주었던 제자들에게 감사하며 아내와 가족들에게 감사를 드린다.


저자 씀

목차

Chapter 1. 기초 지식
1.1 브레드 보드
1.2 발광 다이오드(LED : Loght Emitting Diode)
1.3 저항(Resistor)
1.4 커패시터(Capacitor)
1.5 인덕터(Inductor)
1.6 오실로스코프(Oscilloscope)


Chapter 2. PSpice 시작하기
2.1 PSpice 설치 및 동작 확인
2.2 PSpice 구성
2.3 PSpice Simulation Profile 설정


Chapter 3. 전자회로의 기초
3.1 옴의 법칙(Ohm's Law)
3.2 키르히호프의 법칙
3.3 중첩의 원리
3.4 테브난 정리와 노튼 정리
3.5 최대전력 전달 조건
3.6 R, L, C 회로 해석


Chapter 4. 다이오드 회로
4.1 다이오드 특성
4.2 클리핑(Clipping) 회로
4.3 클램핑(Clamping) 회로
4.4 제너 다이오드
4.5 배압회로
4.6 정류회로


Chapter 5. OP-AMP 회로
5.1 OP-AMP 기초
5.2 반전증폭기
5.3 비반전 증폭기
5.4 가산기
5.5 감산기
5.6 적분기
5.7 미분기
5.8 슈미트 트리거 회로
5.9 비교기(기준전압검출기)
5.10 다단증폭기
5.11 전파정류회로
5.12 비안정 멀티 바이브레이터
5.13 주파수 해석(AC해석)


Chapter 6. BJT 트랜지스터