医用工学

回路

直流

交流

電力 P=VI

基礎

ヒステリシス曲線

B=0 のときの磁場Hを保磁力といい、大きいほど永久磁石、小さいほど電磁石(鉄心)に適する

H=0 のときの磁束密度Bを残留磁気といい、大きいほど永久磁石・電磁石(鉄心)に適する

ループ面積は熱エネルギーに比例

電力P=VIcosθ #ω = 2πf

最大値=実効値 × √2=平均値 × π/2

Rに加えてL, Cも電流を妨げる働き

直列 Z=R + XL - XC

並列 Z=1/R + 1/XC - 1/XL

生体影響

半導体

CR回路

時定数 t = CRのとき、V = 0.37 × V0

生体特性

通電

生体

細胞

非磁性体で透磁率は 4π × 10^-7

細胞膜は導電性なし

内膜・外膜は導電性あり

1 mA

5 mA

10 mA

6 A

最小感知電流

手足の最大許容電流

離脱限界

一時呼吸麻痺・火傷

増幅器利得

電圧・電流利得 [dB] = 20×log10(出力/入力)

電力利得 [dB] = 10×log10(出力/入力)

特徴

n型半導体

p型半導体

真性半導体

キャリアは正孔で価電子帯寄りに位置し、不純物(アクセプタ)は13族

キャリアは電子で伝導帯寄りに位置し、不純物(ドナー)は15族

回路

ダイオード1つ

ダイオード + 電圧

(ダイオード + 電圧) 2つ

クランパ

ピーククリッパ

リミッタ

ダイオード

ツェナー

発光

ショットキー

バラクタ

フォト

定電圧回路に使用

自由電子と正孔の再結合によりエネルギーが光となって放出

金属と半導体の接触による整流作用

空乏層の幅の変化による静電容量の変化

光により電子・正孔が生成し逆電流に

共振周波数 f = 1 / 2π√LC

二極真空管

②空間電荷制限領域

管電流 ∝ V^1.5 / d^2

③温度制限領域

管電流 ∝ 1 / d^2

①逆電圧領域

陰極から放出される電子の運動エネルギーにより電流を流すために負電圧を印加

効果

温度上昇・不純物量増加・光照射により導電性が上がる

電子と正孔の密度が等しく、バンドギャップ(禁制帯)中央に位置する

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