🔗 단자망 – 회로망 분석 및 전달행렬

1️⃣ 단자망(Network) 개념

단자망(Two-Port Network)은 **입력과 출력 단자가 있는 전기 회로망**을 의미하며, 임피던스, 어드미턴스, 전달행렬 등을 이용하여 해석 가능.

대표적인 예:

• **증폭기(Amplifier)** – 입력 신호를 증폭하여 출력.
• **필터(Filter)** – 특정 주파수 성분을 제거.
• **전력 전송망** – 전력 신호를 전달하는 네트워크.

2️⃣ 단자망의 종류

단자망은 분석 방식에 따라 다양한 형태로 분류 가능.

• **임피던스(𝑍) 매개변수** – 전압과 전류 관계를 임피던스로 표현.
• **어드미턴스(𝑌) 매개변수** – 전류와 전압 관계를 어드미턴스로 표현.
• **전달(𝑇) 매개변수** – 입력과 출력을 변환하는 행렬식 표현.
• **혼합(ℎ) 매개변수** – 하이브리드 형식으로 표현.

3️⃣ 단자망 방정식

단자망의 입력과 출력은 다음과 같은 행렬 방정식으로 표현 가능.

✅ 임피던스(𝑍) 매개변수

입력 전압과 출력 전압을 임피던스로 표현.

[ V1 ] = [ Z11 Z12 ] [ I1 ]
[ V2 ] [ Z21 Z22 ] [ I2 ]

여기서:

• Z11: 입력 임피던스
• Z22: 출력 임피던스
• Z12, Z21: 상호 임피던스

✅ 어드미턴스(𝑌) 매개변수

전류와 전압 관계를 어드미턴스로 표현.

[ I1 ] = [ Y11 Y12 ] [ V1 ]
[ I2 ] [ Y21 Y22 ] [ V2 ]

여기서:

• Y11: 입력 어드미턴스
• Y22: 출력 어드미턴스
• Y12, Y21: 상호 어드미턴스

✅ 전달(𝑇) 매개변수

입력과 출력을 전달행렬로 표현.

[ V1 ] = [ A B ] [ V2 ]
[ I1 ] [ C D ] [ I2 ]

여기서:

• A: 전압 전달 계수
• B: 입력 임피던스
• C: 전류 전달 계수
• D: 출력 임피던스

✅ 혼합(ℎ) 매개변수

전압과 전류를 하이브리드 방식으로 표현.

[ V1 ] = [ h11 h12 ] [ I1 ]
[ I2 ] [ h21 h22 ] [ V2 ]

여기서:

• h11: 입력 임피던스
• h22: 출력 어드미턴스
• h12, h21: 상호 매개변수

4️⃣ 단자망의 활용

단자망 매개변수는 전력 및 신호 시스템에서 중요한 역할을 함.

• 전력 시스템 해석 – 송전선 및 변압기 성능 평가.
• 전자 회로 설계 – 증폭기 및 필터 설계.
• 통신 시스템 – RF 및 마이크로파 회로 분석.

5️⃣ 단자망 변환 관계

각 매개변수는 서로 변환 가능.

• 𝑍 매개변수 → 𝑌 매개변수 변환:

[ Y ] = [ Z ]^-1

• 𝑍 매개변수 → ℎ 매개변수 변환:

h11 = Z11, h12 = Z12, h21 = 1/Z21, h22 = Z22 - (Z12 * Z21 / Z11)

💡 요약

• 단자망은 입력과 출력이 있는 전기 회로망.
• 임피던스(𝑍), 어드미턴스(𝑌), 전달(𝑇), 혼합(ℎ) 매개변수를 사용하여 해석 가능.
• 각 매개변수는 변환하여 활용 가능.
• 전력 시스템, 증폭기, 통신 시스템 설계에 사용됨.