Ⅹ.医用工学

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医用工学 増幅器

増幅器 〇増幅器 電圧増幅度AV=V2 / V1  電流増幅度AI=I2 / I1  電力増幅度Ap=V2I2 / V1I1=P2 / P1 〇増幅度(利得、ゲイン)  電力増幅度Gp=10log10P2 / P1[dB]  電圧or電流増幅度Gp=20log10V2 / V1[dB]             =20log10A2 / A1[dB] 〇デシベルの計算  A dB + B dB = ( A+B ) dB 〇帰還回路(負帰還回路)   Av = V2 / Vi  V2 = Av × Vi = Av ( V1 + βV2)  帰還後の電圧利得Avf = V2 / V1 = Av / (1-βAv) ・安定性  Avが変化しても、回路の利得はβによってほぼ決定されるので、  極めて安定している (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); 〇演算増幅器(オペレーションアンプ) ・反転増幅器  点Pの電圧Vp=0  点Pの電流Ip=(V1-Vp)/ R1  V0=-R2 / R1 ×V1 ・非反転増幅...
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医用工学 直流/交流回路

直流回路 〇抵抗の直列接続  合成抵抗R=R1+R2 〇抵抗の並列接続  合成抵抗R=R1R2/(R1+R2) 〇ブリッジ回路  Gの電流が0のとき、a、bの電圧は同じで差がない  I1=V(R1+R3)  I2=V(R2+R4) Va=I1×R3 Vb=I2×R4 よって R1×R4=R2×R3 また R1/R2=R3/R4 (平衡条件) 〇コンデンサの直列接続  V1:V2=1/C1:1/C2  1/C=1/C1+1/C2  C=C1C2/(C1+C2) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});  交流回路 〇直列接続  抵抗R : V=I×R V/I=R[Ω]  コンデンサC : V=I/(jωC)           V/I=1/jωC[Ω]  コイルL : V=jωL×I         V/I=jωL[Ω] ・合成インピーダンスZ  Z = R + jωL + 1/jωC    = R + j(ωL-1/ωC)  Zの大きさ   ・直列共振(電圧共振)  ωL=1/ωCのとき、Z=Rとなり、電流...
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鉄心 / 変圧器 / RC回路 / トランジスタ

〇鉄心縦軸:磁束密度B[T] 横軸:磁場H[A/m] Bm:飽和磁気 O→P曲線:初期化曲線 Br:残留磁気 Hc:保持力 磁気を帯びていない強磁性体に、磁場を印加していく様子 ・ヒステリシス(現象):BがHの値だけで決まらず、直前のBの値に依存する現象 ・ヒステリシスループ:P→Q→R→S→T→U→Pのループ           ループ面積はエネルギーに比例する           ループ面積は小さいほうが良い ・鉄心に向いているのはBrが大きく、Hcが小さいものである  永久磁石はBrが大きく、Hcが大きい 〇変圧器の原理  a= V2/V1 = N2/N1 = I1/I2  一次等価抵抗R1=r1+r2/a2  二次等価抵抗R2=r2+a2×r2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); 〇RC回路 ・時定数T=C×R(sec)  初期値V0/Rに対して約36.8[%]の値 〇トランジスタ  IE=IB+IC IC=α×IE IC=β×IB   =α/(1-α)×IB ベース接地 ...
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磁界・磁気力・磁気モーメント 

〇磁気力 磁極間に働く力(磁気力)F  r:距離  m:磁極の強さ[Wb=V・s](ウェーバ)〇磁界 磁極が磁気力を及ぼす空間  μ:透磁率・磁力線 基本的に電気力線と同じ  数はm /μ本出る・磁束密度B 単位[T(テスラ)=Wb/m2=μ×H]〇磁気モーメント 磁界Hに磁極mを置いたときに受ける回転力T T = l×m×H×sinθ[N・m]    l:磁石の長さ[m] m:磁極の強さ[Wb]    l×m:磁気モーメント〇電流I  単位:A(アンペア)=C/s 直流電流に垂直な半径r[m]上には磁界Hが発生する 磁界の方向は右ねじを回す方向(右ねじの法則) アンペールの法則:磁界H[A/m]=「電流I」÷「磁界の長さm」=I÷2πr (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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電荷・電界・電位差

電荷・電界・電位差(電圧) 〇電荷(量)Q 単位:C(クーロン)  電荷素量e = 1.602×10-19 [C]   〇クーロン力 2個の静電荷に働く力  r:距離  g:電荷  ε0:真空の誘電率〇電界 1つの電荷が力を及ぼす空間  電界の強さE = 「電気力線の数」÷「表面線[m2]」・電気力線  電荷から放射性に発生し、電界を形成する仮想的な線  数はQ /ε本出る。  正電荷から出て負電荷で終わる(単独の場合は無限点)  電界の方向を示す(接線方向)  電気力線の密度は電界の強さを示す  交わったり、枝分かれせず、滑らかな線である ・等電位面(線)  電気力線と直交する〇電位 単位:V(ボルト)[J/C=N・m/C] 均一な電界Eの中で、電界の方向に距離d離れた位置の電位差V=E×d[V] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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固体素子(半導体)

 固体素子(半導体) ○固体の帯理論・真性半導体:伝導電子の密度n と正孔の密度p が等しい半導体 ・n 形半導体:真性半導体に不純物を入れ、自由電子を生じさせ、伝導電子密度n>正孔密度pとする。       キャリア:電子  不純物(ドナー):Siの場合Sb、P、As(いずれも15 族元素) ・p 形半導体:真性半導体に不純物を入れ、正孔を生じさせ、正孔密度p>伝導電子密度nとする。        キャリア:正孔  不純物(アクセプタ):Siの場合B、Al、Ga、In(いずれも13 族元素)*半導体は温度が上昇すると、キャリアが熱によって電導帯に励起され、電流が流れやすくなる。  単体の金属導体の場合は温度上昇によって抵抗値は増加する。○フェルミ準位 電子の存在確率が1/2のエネルギーのところ。 真性半導体:バンドギャップ(価電子帯のすぐ上の禁止帯)の中央 n 形半導体:中央から伝導帯に近づいた位置p 形半導体: 中央から価電子帯に近づいた位置○pn接合p型、n型半導体を接合すると両方のフェルミ準位が一致して下図のようになる。空乏層:熱的再結合が盛んに起こりドナーイオンとアクセプ...
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