制御工学 【現代制御】電気回路と状態方程式の算出。状態フィードバックによる極配置
本問は、現代制御を院試範囲とする大学でよく出題されます。具体的には、九大、広島大で類題が出題されたことがあります。古典制御は入力-出力の関係が一対一になっているのでイメージがつきやすいですが、現代制御については、本問のように複数の入出力で成り立っています。関係式を一つ一つ紐解いていき、状態方程式にする作業が非常に重要になります。
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制御工学 【制御工学】伝達関数とボード線図の問題
伝達関数の分母分子に注目します。括弧内を\(1+As\)形にして、周波数領域\(1+Aj\omega \)に変換します。ωを大きくしていき、\(A\omega=1\)になったとき、分子ならば\(+20dB/dec\)、分母ならば\(-20dB/dec\)傾きを変化させます。
制御工学 【制御工学】外乱による定常偏差の問題
外乱は、入力とは別にシステムの途中から入力される量です。図1が分かりやすいです。その名の通り、入力に対する出力が外乱によってずれますので、これも勘案したシステム設計が必要です。
制御工学 【制御工学】定常偏差の求め方
ある制御系に入力を与え、定常状態になったとき、入力に対する出力値の差分を言います。例えば、入力1を与えて、最終的な出力が0.5になったとき、定常偏差は1-0.5=0.5になります。ゲインを大きくすると、偏差が0.5より小さくなりますが、安定性が損なわれます。
制御工学 【制御工学】ゲイン余裕、位相余裕の求め方
ゲイン余裕(GM)、位相余裕(PM)とは制御系が安定であるとき、余裕の程度を定量的に表す指標です。ゲイン余裕は、英訳すると(Gain Margin)のため、GMで略されます。位相余裕は、英訳すると(Phase Margin)のため、PMで略されます。
半導体デバイス 半導体内の電気伝導(ドリフト電流、拡散電流)
ドリフト電流と拡散電流に大別されます。ドリフト電流は、半導体内の電場によって流れる電流です。拡散電流は、半導体内の電子の濃度勾配によって流れる電流です。下記にて、詳しく解説していきます。
半導体デバイス ショットキー接合、オーミック接合のバンド図
金属と半導体接合時に見られる現象です。両者の持つ仕事関数の大小関係により、整流性を示すか、オーム抵抗のように働くか決まります。バンド図の大小関係により、この現象を説明することができます。
半導体デバイス npnバイポーラトランジスタの動作原理。特性向上のための方策と制約
npnバイポーラトランジスタの動作原理をバンド図を使用して説明せよ。また、特性を向上させるための施策、制約について述べよ。npnバイポーラトランジスタに関する問題は、論述形式で出題されることが多いです。本記事も、論述ベースで作成していきます。
半導体デバイス 半導体のバンド構造、フェルミ準位まとめ
伝導帯の有効状態密度を\(N_{c}\)、価電子帯の有効状態密度を\(N_{v}\)とすると、ある温度で伝導帯に励起される電子の密度\(n\)と正孔の密度\(p\)は、以下のようになる。\begin{cases}n=N_{c}\exp \left( -\dfrac{E_{c}-E_{f}}{kT}\right) \\ p=N_{v}\exp \left( -\dfrac{E_{f}-E_{v}}{kT}\right) \end{cases}
半導体デバイス 【MOSFET】様々な領域におけるドレイン電流値の導出
本問は、半導体デバイスを院試範囲とする大学で頻出となっています。東大、阪大、東北大、九大、北大、農工大など多くの大学が対象になります。一般的に電流は、電荷量\(e\),電荷密度\(n\),速度\(v\),面積\(S\)を用いて、I=envSと...