전기전자통신공학 개론(개정판)

개정판에서 추가되거나 달라진 부분

이 책의 구성과 학습 연계도에서 이번 개정사항을 바탕으로 핵심 개념에 대한 구분과 설명을 보완하였다.
1장에서는 원자를 구성하는 기본 입자인 양성자, 중성자, 전자의 전하량과 질량에 관한 내용을 비롯하여 물질에 따른 도전율, 유전율, 투자율의 값에 대한 비교표와 실무 관점에서 전파의 주파수 대역 및 대역폭의 개념과 상호 관계에 관한 부분을 추가하였다
2장에서는 회로에 대한 연구과정에서 주요 용어와 역할의 구분, 음전하의 이동 관점에서 전류의 개념, 금속도체의 온도계수와 저항값의 관계에 관한 내용을 추가 및 보완하였다.
3장에서는 금속도체와 반도체의 온도계수와 저항값의 관계, 전파정류회로의 개념과 구성, 증폭기의 이득의 종류와 dB 단위 환산법에 관한 내용과 관련 예제를 추가 및 수정하였다.
4장에서는 실제 IC 패키지 타입에 관한 내용을 추가하고, 수의 체계에서 자리수, 자리값, 가중치의 개념과 상호관계 및 적용 방법에 대한 내용을 수정하였다.
5장에서 부호화와 복호화의 개념, 변조와 복조의 개념 설명을 보완하였으며, 실제 전송선의 종류와 실무 고려사항에 대한 내용을 상세하게 다루었다.
6장에서는 플레밍의 왼손 법칙과 오른손 법칙의 개념과 적용 과정을 쉽게 이해할 수 있도록 수정하였다.
각 장의 예제와 연습문제에서 일부 내용의 수정 및 추가를 하였다.
부록의 일부 내용의 오타를 수정하고, 최신 정보를 추가로 반영하여 보완하였다


이 책의 특징

(1) 각 장의 첫 절을 읽으면 전체적인 윤곽을 파악할 수 있다.
각 장의 처음에 나오는 절에서는 해당하는 장에서 다루게 될 핵심 개념과 주요 용어를 그림과 함께 설명하여 전체적인 윤곽을 파악할 수 있도록 하였다.
(2) 새로운 핵심 개념은 무엇을(What) → 왜(Why) → 어떻게(How) 순서로 알아본다.
본문에서 새로운 개념을 도입하는 첫 부분에서는 우선 질문을 통해서 무엇을 왜 배워야 하는지 알아보고, 이에 대한 간단한 답변을 통해 공감할 수 있도록 하였다. 그 다음에 좀 더 상세한 설명을 제시하여 새로운 개념을 이해하는데 도움이 되도록 하였다.
(3) 핵심 개념을 그림으로 설명한다.
우리는 새로운 사실을 배울 때 오감을 통해서 인식하게 되는데, 그 중에서도 시각적인 부분으로 먼저 인지하게 되는 경우가 많다. 그래서 많은 그림과 함께 설명을 통해서 중요한 개념을 이해할 수 있도록 하였다.
(4) 중요한 용어는 본문에서 쉽게 찾아서 익숙해지도록 한다.
전공용어는 익숙하지 않아서 처음에는 거부감이 들고, 낯설게 느껴진다. 그래서 책을 펼쳐 봤을 때 쉽게 찾아 볼 수 있고, 관련 내용이 어디 있는지를 한눈에 알 수 있도록 본문에 표시하였다. 그리고 중요한 용어는 한문과 영문을 표기하여 의미를 좀 더 생각해볼 수 있도록 하였다.


이 책의 내용

1장에서는 우리의 일상생활 속에서 전기전자통신공학의 역할을 개념적으로 알아보고, 공통적인 원리를 제공하는 기초 학문인 전자기학의 필요성을 설명하였다. 우리 생활을 편리하게 해주는 각종 전기전자통신공학 관련 응용은 전자기학의 핵심 개념인 전기와 자기의 상호작용을 활용한 것임을 설명하였다. 모든 물질은 전하를 갖고 있는데, 전하가 존재하면 주변공간에는 전계가 발생하고, 전하의 이동에 의해 흐르는 전류의 주위에는 자계가 생기며, 전하분포가 시간에 따라 변하면 주변으로 전자기파가 공간적으로 퍼져나가는 현상을 그림과 함께 개념적으로 설명하였다. 또한, 전계와 자계에 의한 물질의 반응특성으로 도전율, 유전율, 투자율의 개념을 전하의 관점에서 설명하였다.
2장에서는 우리 생활에서 활용하고 있는 각종 전기전자통신기기를 구성하는 기본 요소인 전원, 부하의 폐경로 연결 구성인 회로의 개념을 알아보고, 회로의 주요 물리량인 전압, 전류, 전력에 대해서 설명하였다. 전원의 전기에너지를 부하로 전달하여 소비, 저장 등의 작용을 하는 전기회로를 구성하는 수동소자인 저항, 인덕터, 캐패시터의 기본 구조, 동작원리 및 주요 특성에 대해서 개념적으로 설명하였다.
3장에서는 전류의 흐름을 전자적으로 제어할 수 있는 전자회로를 구성하는 능동소자인 다이오드와 트랜지스터의 기본 구조, 동작원리 및 주요 특성에 대해 개념적으로 설명하였다. 다이오드를 응용하여 교류를 직류로 변환하는 정류기 회로와 트랜지스터를 이용하여 미약한 전기신호를 전자적으로 확대 복사하는 증폭기 회로의 기본 구성과 동작원리에 대해서 설명하였다.
4장에서는 전기신호의 이산적인 정보처리 방법인 디지털 신호의 발생 및 표현법을 비롯하여 디지털 회로를 구성하는 기본 요소로서 논리 게이트와 플립-플롭의 구조, 동작원리 및 주요 특성을 개념적으로 설명하였다. 다수의 논리 게이트를 조합하여 구성한 조합논리회로와 과거 출력의 일부를 피드백 경로를 통해서 플립-플롭에서 저장했다가 회로의 입력으로 되돌려 순차적으로 응답을 처리하는 순서논리회로의 구성과 동작원리에 대해서 설명하였다.
5장에서는 멀리 떨어져 있는 사람들 사이에 정보를 공유하기 위한 전기신호를 전달하는 과정인 통신의 개념을 알아보고, 정보를 전기신호에 부여하는 부호화의 개념과 정보를 갖는 전기신호를 전자기파에 싣는 변조 개념을 통해 송신의 원리를 설명하였다. 이와는 반대 과정으로 전자기파로부터 정보를 갖는 전기신호를 추출해내는 복조의 개념과 이 전기신호에서 정보를 복원해 내는 복호화 개념을 이용하여 수신의 원리를 설명하였다. 실무 관점에서 통신시스템의 실제 고려사항을 비롯하여 필수 구성요소인 송신기, 수신기, 안테나와 전송선에 대해 개념적으로 설명하였다.
6장에서는 우리가 가정, 학교, 회사에서 편리하게 사용하는 전기에너지의 발생, 변환, 전달을 담당하는 전력전송과 전력처리시스템에 대해서 설명하였다. 전력전송시스템은 비전기적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 발전), 입출력 교류전압의 크기를 높이거나 낮추는 변환을 수행하는 변압기, 전기에너지를 한 곳에서 다른 곳으로 효과적으로 전달하는 통로에 해당하는 송전선과 배전선으로 구성되는데, 각부의 기본 구조와 동작원리에 대해서 설명하였다. 또한, 전력을 효과적으로 사용하기 위한 전력처리시스템의 구분, 동작원리 및 주요 특성에 대해서 살펴보았다.
부록에서는 전기전자통신공학에서 다루는 주요 물리량의 정량적 표현에 필요한 기초 지식인 단위와 차원, SI 접두어, 그리스 알파벳을 설명하였다. 또한 전기전자통신공학을 배우는데 필요한 기초 수학인 함수, 함수의 극한, 함수의 차분, 함수의 미분, 함수의 적분의 정의와 물리적 의미, 상호 관계 및 표현법을 개념적으로 설명하였다.

CHAPTER 01 전기전자통신공학의 물리적 기초: 전자기학
1.1 전기전자통신공학의 기초
1.1.1 생활 속의 전기전자통신공학
1.1.2 전기전자통신공학을 위한 전자기학
1.2 전기의 이해
1.2.1 전기의 근원: 전하
1.2.2 전기력
1.2.3 전계
1.3 자기의 이해
1.3.1 자기의 근원: 자석과 전류
1.3.2 자기력
1.3.3 자계
1.4 전계와 자계에 의한 물질의 반응특성
1.4.1 전계에 의한 물질의 도전 반응특성: 도전율
1.4.2 전계에 의한 물질의 분극 반응특성: 유전율
1.4.3 자계에 의한 물질의 자화 반응특성: 투자율
1.5 전자기파의 이해
1.5.1 전계와 자계의 관계: 맥스웰 방정식과 전자기파
1.5.2 전자기파의 특성
1.5.3 전자기파의 전파원리
1.5.4 전자기 스펙트럼
연습문제

CHAPTER 02 수동소자의 조합 및 반응해석: 전기회로
2.1 전기회로의 기초
2.1.1 회로의 개념
2.1.2 회로소자: 수동소자와 능동소자
2.2 회로의 기본 물리량: 전압, 전류, 전력
2.2.1 전압(전위차)
2.2.2 전류
2.2.3 전력
2.3 전원의 이해
2.3.1 직류전원
2.3.2 교류전원
2.4 저항기의 이해
2.4.1 저항값의 개념
2.4.2 저항기의 전압-전류 특성: 옴의 법칙과 줄의 법칙
2.5 인덕터의 이해
2.5.1 인덕턴스의 개념
2.5.2 인덕터의 전류-전압 특성: 유도기전력
2.6 캐패시터의 이해
2.6.1 캐패시턴스의 개념
2.6.2 캐패시터의 전압-전류 특성: 변위전류
연습문제

CHAPTER 03 능동소자의 조합과 동작해석: 전자회로
3.1 전자회로의 기초
3.1.1 능동소자의 개념: 다이오드와 트랜지스터
3.1.2 반도체의 종류와 특성
3.2 다이오드의 이해
3.2.1 다이오드의 구조와 동작원리
3.2.2 다이오드의 전압-전류 특성
3.2.3 다이오드의 동작점
3.3 다이오드의 응용: 정류회로
3.3.1 정류회로의 기초
3.3.2 정류회로의 구성과 동작원리
3.3.3 평활기능을 갖는 정류회로
3.4 트랜지스터의 이해
3.4.1 트랜지스터의 구조와 동작원리
3.4.2 트랜지스터의 입출력 특성
3.4.3 트랜지스터의 동작점
3.5 트랜지스터의 응용: 증폭회로
3.5.1 증폭회로의 기초
3.5.2 증폭회로의 구성과 동작원리
3.5.3 증폭회로의 해석
연습문제

CHAPTER 04 전기신호의 이산적인 정보처리: 디지털공학
4.1 디지털공학의 기초
4.1.1 디지털의 개념
4.1.2 아날로그 신호와 디지털 신호의 관계
4.1.3 디지털 회로의 필요성
4.1.4 디지털 신호의 생성법: 전자적인 스위칭
4.2 수의 체계와 코드의 이해
4.2.1 십진수와 2진수
4.2.2 8421 BCD 코드
4.2.3 디지털 시스템의 구성
4.3 논리 게이트의 기초
4.3.1 기본 논리 게이트: BUFFER, NOT, AND, OR
4.3.2 확장 논리 게이트: NAND, NOR, XOR, XNOR
4.4 논리 게이트의 응용: 조합논리회로
4.4.1 조합논리회로의 기본 구성
4.4.2 조합논리회로의 응용: 가산기
4.5 플립-플롭의 기초
4.5.1 피드백의 역할
4.5.2 기본 플립-플롭: S-R 래치와 S-R 플립-플롭
4.5.3 확장 플립-플롭: J-K 플립-플롭, D 플립-플롭, T 플립-플롭
4.6 플립-플롭의 응용: 순서논리회로
4.6.1 순서논리회로의 기본 구성
4.6.2 순서논리회로의 응용: 카운터
연습문제

CHAPTER 05 전기신호의 효과적인 전달: 통신공학
5.1 통신공학의 기초
5.1.1 통신의 개념
5.1.2 파동의 이해: 음파와 전자기파
5.1.3 전자기파의 발생: 전자기파의 복사
5.1.4 전자기파를 이용한 통신: 유선통신과 무선통신
5.2 정보 변환의 이해
5.2.1 부호화/복호화의 원리
5.2.2 변조/복조의 원리
5.3 통신시스템의 이해
5.3.1 통신시스템의 기본 구성
5.3.2 실제 통신시스템의 고려사항
5.4 송수신기의 이해
5.4.1 마이크와 스피커의 원리
5.4.2 발진기의 원리
5.4.3 변조기와 복조기의 원리
5.5 안테나와 전송선의 이해
5.5.1 안테나의 원리
5.5.2 전송선의 원리
연습문제

CHAPTER 06 전기에너지의 이용: 전력 및 제어공학
6.1 전력 및 제어공학의 기초
6.1.1 전력전송의 개념
6.1.2 에너지 변환의 원리
6.1.3 전력처리의 개념
6.2 전동기(모터)의 이해
6.2.1 자석과 전류 사이에 작용하는 자기력
6.2.2 전동기의 동작원리
6.2.3 직류전동기와 교류전동기
6.3 발전기의 이해
6.3.1 전자기 유도 법칙
6.3.2 발전기의 동작원리
6.3.3 직류발전기와 교류발전기
6.4 변압기의 이해
6.4.1 상호유도 법칙
6.4.2 변압기의 동작원리
6.4.3 변압기의 응용
6.5 전력전송과 전력제어의 이해
6.5.1 송배전
6.5.2 전력전송방식
6.5.3 전력변환과 전력제어
연습문제

부록
A. 단위와 차원
B. SI 접두어
C. 그리스 알파벳
D. 전기전자통신공학을 위한 기초수학

현승엽 제주대학교 통신공학과 공학사
고려대학교 전파공학과 공학석사, 공학박사
한국과학기술연구원 영상미디어연구센터 학생연구원, Post-doctor
(주)에스지테크놀러지 부설연구소 주임연구원
LG전자(주) 디지털어플라이언스연구소 선임연구원
이성주식회사 부설연구소 책임연구원
현재: 제주대학교 공과대학 통신공학과 교수
전공분야: 광대역 안테나 설계, 전자파 영상화, 지표투과레이다시스템, 플라즈마조명시스템