KR20110052435A - 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치 및 이의 응용 장치 - Google Patents

미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치 및 이의 응용 장치 Download PDF

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Abstract

미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치 및 이의 응용 장치가 개시된다. 본 발명의 일측에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치는 트랜지스터; 및 전압이 인가되는 제1 단자, 및 상기 트랜지스터의 제어 전극과 연결되고 상기 제1 단자와 물리적으로 이격되어 있는 제2 단자로 구성된 미케니컬 스위치(mechanical switch)를 포함하되, 상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가한다. 본 발명에 따르면, 감지 신호 내지 제어 신호에 기초한 스위칭 동작의 수행 시 소모되는 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.

Description

미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치 및 이의 응용 장치{MECHANICAL TRANSISTOR HYBRID SWITCH AND APPLICATION APPARATUS THEREOF}
본 발명의 일실시예들은 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치 및 이의 응용 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회로 구조가 간단하고, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치 및 이의 응용 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전계 효과 트랜지스터(FET: Field Effect Transistor)는 게이트(gate) 단자의 전압을 제어함으로써 소스(source) 단자로부터 드레인(drain) 단자로 도통하는 전류의 흐름을 제어하기 위한 스위칭 소자로서 많이 이용된다.
도 1은 종래 기술에 따른 FET를 이용한 스위치를 도시한 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 스위치(100)는 비교기(comparator)(110) 및 FET(120)를 포함하여 구성된다.
비교기(110)는 FET(120)가 스위치로서 동작할 수 있도록 FET(120)의 게이트 단자(G)로 인가되는 펄스 형태의 전압 신호를 생성하기 위한 소자로서, (-) 단자를 통해 입력된 제어 전압 신호(Vin)와 (+) 단자를 통해 입력된 기준 전압 신호(Vref)를 비교하여, 제어 전압 신호(Vin)의 크기가 기준 전압 신호(Vref)의 크기보다 큰 경우, 특정 전압 값(Vout)을 출력한다. 이 때, 비교기(110)는 전원부(미도시)를 통해 구동에 필요한 전원 전압(VDD)을 입력 받는다.
일례로, 제어 전압 신호(Vin)가 도 1에 도시된 바와 같이, 사인(sine)파 형인 경우, 출력 전압 신호(Vout)는 펄스 형태로 출력된다.
FET(120)는 게이트 단자(G)를 통해 비교기(120)로부터 출력 전압 신호(Vout)를 인가받는다.
이 경우, 만약, 출력 전압 신호(Vout)가 자신의 문턱값(Vthr)보다 높은 경우, FET(120)는 드레인(1번) 단자(D)로부터 소스(2번) 단자(S)로 전류를 도통시키고, 출력 전압 신호(Vout)가 자신의 문턱값(Vthr)보다 낮은 경우, FET(120)는 드레인 단자(D)로부터 소스 단자(S)로 전류를 도통시키지 않는다. 이에 따라, FET(120)는 제어 전압 신호(Vin)의 크기에 기초하여 선택적으로 드레인 단자(D)와 소스 단자(S)를 연결시키는 스위칭 소자로서 동작하게 된다.
그러나, 종래 기술에 따른 FET를 이용한 스위치(100)는 기준 전압 신호(Vref)를 제공하기 위한 소자, 비교기 및 비교기로 전원 전압(VDD)을 제공하기 위한 소자 등 많은 부수적인 소자들이 필요하게 되어, 회로의 구조가 복잡해지는 단점이 있었다. 또한, 종래 기술에 따른 FET를 이용한 스위치(100)는 별도의 전원 전압(VDD)을 비교기에 인가하여야 하므로, 이로 인해 불필요한 전력 소모가 발생하는 단점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 회로 구조가 간단하고, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치 및 이의 응용 장치를 제안하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 트랜지스터; 및 전압이 인가되는 제1 단자, 및 상기 트랜지스터의 제어 전극과 연결되고 상기 제1 단자와 물리적으로 이격되어 있는 제2 단자로 구성된 미케니컬 스위치(mechanical switch)를 포함하되, 상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치가 제공된다.
이 때, 임계 전압은 이격된 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키기 위한 제1 임계 전압 및 연결된 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 이격시키기 위한 제2 임계 전압을 포함한다. 이 경우, 상기 미케니컬 스위치는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 이격된 상태에서 상기 제1 임계 전압보다 높은 상기 전압이 상기 제1 단자로 인가되는 경우, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키고, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 연결된 상태에서 상기 제2 임계 전압보다 낮은 상기 전압이 상기 제1 단자로 인가되는 경우, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 이격시킬 수 있다.
또한, 상기 임계 전압은 상기 미케니컬 스위치의 물리적 구조에 의해 결정될 수 있다.
또한, 상기 트랜지스터는 바이폴라 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor) 및 전계효과 트랜지스터(FET: Field Effect Transistor) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 미케니컬 스위치는 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 스위치 또는 넴스(Nano Electro Mechanical Systems) 스위치 중에서 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터와 직렬 연결된 제2 트랜지스터; 입력단이 상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극과 연결되고, 출력단이 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극과 연결되는 제1 다이오드; 입력단이 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극과 연결되고, 출력단이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극과 연결되는 제2 다이오드; 및 전압이 인가되는 제1 단자, 및 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극과 연결되고 상기 제1 단자와 물리적으로 이격되어 있는 제2 단자로 구성된 미케니컬 스위치를 포함하되, 상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극으로 선택적으로 인가한다.
이 경우, 상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극과 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극은 서로 연결되어 있고, 상기 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 연결된 경우에 있어서, 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압보다 높은 경우, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 다이오드를 통해 전류를 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극에서 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극으로 도통시키고, 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압보다 낮은 경우, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제1 다이오드를 통해 전류를 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극에서 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극으로 도통시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 감지 신호를 입력받는 신호 입력부; 트랜지스터; 및 상기 신호 입력부와 연결되는 제1 단자, 및 상기 트랜지스터의 제어 전극과 연결되고 상기 제1 단자와 물리적으로 이격되어 있는 제2 단자로 구성된 미케니컬 스위치를 포함하되, 상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 전류 제어 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 트랜지스터; 및 전압이 인가되는 제1 단자, 상기 트랜지스터의 제어 전극과 연결되는 제2 단자, 및 접지와 연결되는 제3 단자로 구성된 미케니컬 스위치 - 상기 제2 단자는 상기 제1 단자 및 상기 제3 단자와 물리적으로 이격되어 있음 - 를 포함하되, 상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터와 직렬 연결된 제2 트랜지스터; 입력단이 상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극과 연결되고, 출력단이 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극과 연결되는 제1 다이오드; 입력단이 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극과 연결되고, 출력단이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극과 연결되는 제2 다이오드; 및 전압이 인가되는 제1 단자 및 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극과 연결되는 제2 단자, 및 접지와 연결되는 제3 단자로 구성된 미케니컬 스위치 - 상기 제2 단자는 상기 제1 단자 및 상기 제3 단자와 물리적으로 이격되어 있음 - 를 포함하되, 상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 감지 신호 내지 제어 신호에 기초한 스위칭 동작의 수행 시 소모되는 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 FET를 이용한 스위치를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치에 사용되는 멤스 스위치의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 이용한 제1 테스트 회로를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 이용한 제2 테스트 회로를 도시한 도면이다.
도 6은 종래의 화재 경보 시스템 및 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 사용한 화재 경보 회로를 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 도시한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 도시한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 도시한 회로도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 도시한 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)는 FET(210) 및 미케니컬 스위치(Mechanical Switch)(220)를 포함한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)는 FET(210)를 대신하여 바이폴라 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor)를 이용할 수도 있다.
FET(210)는 게이트 단자(G)(즉, 제어 전극)를 통해 인가되는 신호의 전압이 자신의 임계값(Vthr)보다 높은 경우, 드레인 단자(D, 1번 단자)로부터 소스 단자(S, 2번 단자)로 전류를 도통시키고, 게이트 단자(G)를 통해 인가되는 신호의 전압이 자신의 임계값(Vthr)보다 낮은 경우, 드레인 단자(D)로부터 소스 단자(S)로 전류를 도통시키기 않는다.
미케니컬 스위치(220)는 물리적으로 이격되어 있는 제1 단자(221) 및 제2 단자(222)를 포함한다. 제1 단자(221)와 제2 단자(222)가 이격되는 경우, 미케니컬 스위치(220)는 오프(off) 상태가 되고, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)가 연결되는 경우, 미케니컬 스위치(220)는 온(on) 상태가 된다.
이 때, 미케니컬 스위치(220)의 제1 단자(221)는 신호 입력부(230)와 연결되고, 제2 단자(222)는 FET(210)의 게이트 단자(G)와 연결되며, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)의 연결/이격은 신호 입력부(230)를 통해 입력되는 신호의 전압 및 미케니컬 스위치(220)에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 결정된다.
미케니컬 스위치(220)의 임계 전압은 제1 단자(221)와 제2 단자(222)의 연결/이격을 결정하는데 이용되는 전압을 의미하는 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 미케니컬 스위치(220)의 임계 전압은 이격된 상태에 있는 제1 단자(221)와 제2 단자(222)를 연결시키기 위한 제1 임계 전압(pull-in 전압) 및 연결된 상태에 있는 제1 단자(221)와 제2 단자(222)를 이격시키기 위한 제2 임계 전압(release 전압)을 포함할 수 있다.
즉, 만약 제1 단자(221)와 제2 단자(222)가 이격된 상태에서, 신호 입력부(230)를 통해 입력되는 신호의 전압이 제1 임계 전압보다 높다면, 제1 단자(221)는 제2 단자(222)와 연결되게 되고, 미케니컬 스위치(220)는 온 상태가 된다. 반대로, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)가 연결된 상태에서, 신호 입력부(230)를 통해 입력되는 신호의 전압이 제2 임계 전압보다 낮다면, 제1 단자(221)는 제2 단자(222)와 이격되게 되고, 미케니컬 스위치(220)는 오프 상태가 된다.
따라서, FET(210)의 임계값(Vthr)이 미케니컬 스위치(220)의 제1 임계 전압 및 제2 임계 전압보다 낮다면, FET(210)는 미케니컬 스위치(220)가 온 상태에 있는 경우 전류를 도통시키고, 오프 상태에 있는 경우 전류를 차단한다. 이에 따라, 미케니컬 스위치(220)의 온/오프에 대응하여 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)도 온/오프 된다.
미케니컬 스위치(220)에 대해 보다 상세히 살펴보면, 제1 단자(220)는 세부적으로 제1-1 단자(2211) 및 제1-2 단자(2212)로 구성되고, 제2 단자(222)는 제1-2 단자(2212)와 연결/이격된다.
즉, 제1-2 단자(2212)와 제2 단자(222)가 이격된 상태에서 제1-1 단자(2211)와 R 단자 사이에 제1 임계 전압보다 높은 전압이 인가되면, 정전기력(electrostatic force)에 의해 제1-1 단자(2211)와 함께　contact area(223)가 아래로 당겨지게 되고, 이에 따라 이격되어 있던 제1-2 단자(2212)와 제2 단자(222)가 연결된다. 반대로, 제1-2 단자(2212)와 제2 단자(222)가 연결된 상태에서 제1-1 단자(2211)와 R 단자 사이에 제2 임계 전압보다 낮은 전압이 인가되면, 복원력에 의해 제1-1 단자(2211)가 올라가게 되고, 이에 따라 연결되어 있던 제1-2 단자(2212)와 제2 단자(222)가 이격된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 미케니컬 스위치(220)의 임계 전압은 미케니컬 스위치의 물리적 구조에 따라 결정될 수 있다. 보다 상세하게, 미케니컬 스위치(220)의 임계 전압은 C 단자(Anchor)와 제1-1 단자(2211) 사이에 위치하는 스프링의 탄성 계수, 미케니컬 스위치(220) 내에서 정전기력이 작용하는 부분의 면적, 및 상기 면적 간의 간격 등에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)와 종래의 스위치(100)를 비교하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)는 종래의 스위치(100)와 달리, 기준 전압을 인가하기 위한 소자, 비교기, 및 비교기로 전원 전압을 인가하기 위한 소자 등이 없이 오직 미케니컬 스위치(220)만을 통해 FET(210)의 게이트 단자(G)로 인가되는 전압을 조절할 수 있으므로, 회로 구조가 보다 간단하다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)는 별도의 전원 전압이 없이도 구동이 가능하므로, 종래의 스위치(100)가 비교기(110)를 구동시키기 위해 별도의 전원 전압을 요구하는 것과 비교할 때, 저전력으로 전류의 흐름을 제어할 수 있다.
일례로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)가 신호 입력부(230)과 함께 전류 제어 장치를 구성하는 경우, 전류 제어 장치는 신호 입력부(230)를 통해 소정의 감지 신호를 입력받고, 입력된 감지 신호에 기초하여 전류의 도통을 온/오프하여, 특정한 메시지를 출력(예를 들어, 발광 다이오드를 이용한 빛의 점멸, 스피커를 이용한 소리의 출력 등)할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 미케니컬 스위치(220)는 일렉트로(electro) 미케니컬 스위치 일 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 미케니컬 스위치(220)는 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 스위치 또는 넴스(Nano Electro Mechanical Systems) 스위치 중에서 어느 하나일 수 있다. 도 3에서는 미케니컬 스위치(220)와 대응되는 멤스 스위치의 일례를 도시하고 있다.
이 때, 멤스 스위치 자체 역시 전류의 흐름을 제어하기 위한 하나의 스위칭 소자로서 사용될 수 있는데, 멤스 스위치는 작은 전류만을 도통시킬 수 있는바, 멤스 스위치만을 이용하는 경우 대전류의 흐름을 제어할 수 없다는 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)가 멤스 스위치를 미케니컬 스위치(220)로서 사용하는 경우, FET(210)의 게이트 전극으로는 전류가 흐르지 않으므로 멤스 스위치로도 전류가 흐르지 않고, 흐름을 제어하고자 하는 전류는 FET(210)의 소스 단자로부터 드레인 단자로 흐르게 되므로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)는 대전류의 흐름을 제어할 수 있게 된다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참고하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)의 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5에서는 설명의 편의를 위해 FET(210)의 임계값(Vthr)이 미케니컬 스위치(220)의 제1 임계 전압 및 제2 임계 전압 보다 낮은 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)를 이용한 제1 테스트 회로를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 제1 테스트 회로는 5 V의 직류 전압을 생성하는 직류 전압원(V1), 9 V의 오프셋 전압(Voff)을 기준으로 진폭(VAMPL)이 9 V인 교류 전압(도 4의 (b)의 상단에 표시된 사인파형의 전압)을 생성하는 교류 전압원(V2), FET(210)와 미케니컬 스위치(220)를 포함하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200), 제1 저항(R1), 및 제2 저항(R2)을 포함한다.
여기서, 직류 전압원(V1)은 주 전력 공급원으로서의 역할을 하고, 교류 전압원(V2)는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)의 온/오프를 제어하기 위한 제어 전압(Control voltage)을 생성하는 역할을 하고, 제2 저항(R2)은 부하(load)의 역할을 한다. 또한, 미케니컬 스위치(220)의 제1 임계 전압 및 제2 임계 전압은 각각 11.6 V 및 6.3 V인 것으로 가정한다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)가 이격된 상태에서, 교류 전압원(V2)에서 생성된 제어 전압이 서서히 증가하여 11.6 V에 이르면, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)는 연결되고 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)는 온 상태가 된다. 이에 따라, FET(210)는 전류를 제2 저항(R2)로 도통시키고, 제2 저항(R2)에는 직류 전압원(V1)에서 생성된 5 V의 전압이 인가된다. 5 V의 전압은 제어 전압이 제2 임계 전압인 6.3 V보다 낮아질 때까지 제2 저항(R2)로 인가된다.
이 후, 제어 전압이 6.3 V 이하로 낮아지면, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)는 이격되고 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)는 오프 상태가 된다. 이에 따라, 제2 저항(R2)에는 어떠한 전압도 인가되지 않는다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)를 이용한 제2 테스트 회로를 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 제2 테스트 회로는 15 V의 직류 전압을 생성하는 태양 전지, 태양 전지에서 인가된 전압에 기초하여 충/방전되는 저장 커패시터(Storage capacitor)(C1), FET(210)와 미케니컬 스위치(220)를 포함하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200), 전압 레귤레이터(Voltage regulator), 제3 저항(R3)과 발광 다이오드(D1)로 구성된 부하단을 포함한다. 여기서, 미케니컬 스위치(220)의 제1 임계 전압 및 제2 임계 전압은 각각 10.7 V 및 9.2 V인 것으로 가정한다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)가 이격된 상태에서, 태양 전지에서 생성된 제어 전압이 저장 커패시터(C1)로 인가되어 저장 커패시터(C1)의 양단 전압이 10.7 V에 이르면, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)는 연결되고 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)가 온 상태가 된다.
이 경우, 저장 커패시터(C1)는 방전을 개시하고, FET(210)는 저장 커패시터(C1)에서 방전된 전류를 전압 레귤레이터로 도통시키고, 전압 레귤레이터는 5 V의 전압을 부하단에 인가한다. 이에 따라 발광 다이오드(D1)는 빛을 방사하게 된다.
이 후, 저장 커패시터(C1)가 전류를 방전하여 저장 커패시터(C1)의 양단의 전압이 9.2 V 이하로 낮아지면, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)는 이격되고 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)는 오프 상태가 된다. 이에 따라, 부하단에는 어떠한 전압도 인가되지 않게 되어 발광 다이오드(D1)는 빛을 방사하지 않게 된다.
도 6은 종래의 화재 경보 시스템 및 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 사용한 화재 경보 회로를 도시한 회로도이다.
먼저, 도 6의 (a)를 참고하여 종래의 화재 경보 회로에 대해 설명하면 아래와 같다.
화재가 발생하여 주변 온도가 상승하면, 서미스터(thermistor, T1)의 저항이 작아지고, 이에 따라 제1 커패시터(C1)의 양단의 전압이 높아진다.
이 후, 제1 커패시터(C1)의 양단의 전압이 제1 트랜지스터(T1)을 온 시킬 수 있는 만큼 높아지면, 올라가면 555 timer의 reset 단자인 4번 단자의 전압이 높아지고, 이에 따라 IC1이 활성화 된다.
IC1이 활성화되면, 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)을 통해 제2 커패시터(C2)가 충/방전 되면서 일정한 주파수로 제3 트랜지스터(T3)를 온/오프시키고, 이에 따라 스피커에서 화재 발생을 알리는 경고음(소리)가 출력된다.
다음으로, 도 6의 (b)를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 사용한 화재 경보 회로에 대해 설명하면 아래와 같다.
화재가 발생하여 주변 온도가 상승하면, 서미스터(T1)의 저항이 작아지고, 이에 따라 미케니컬 스위치(220)의 제1 단자(221)의 전압이 높아진다.
이 후, 제1 단자(221)의 전압이 미케니컬 스위치(220)의 임계 전압보다 높아지면, 제1 단자(221)와 제2 단자(222)가 연결되고, 이에 따라 FET(220)가 전류를 도통시킬 수 있게 되어 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)가 온 상태가 된다.
미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)가 온 되면, 앞서 도6의 (a)에서 설명한 바와 같이 IC1이 활성화되고, 제6 저항(R6) 및 제7 저항(R7)을 통해 제3 커패시터(C3)가 충/방전 되면서 일정한 주파수로 제3 트랜지스터(Q3)를 온/오프시키고, 이에 따라 스피커에서 화재 발생을 알리는 경고음(소리)가 출력된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)를 이용한 화재 경보 회로와 종래의 화재 경보 회로를 비교하면 다음과 같다.
먼저, 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)를 이용한 화재 경보 회로는 서미스터(T1)의 변화를 모니터링 하기 위한 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)를 요구하기 않기 때문에, 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)를 구동시키기 위한 전력을 절감할 수 있다. 즉, 전력 소모가 적다.
다음으로, 종래의 화재 경보 회로의 경우, 주변 온도가 제1 트랜지스터(T1)의 임계값(Vthr)에서 오르락내리락(ping-pong)하는 경우, 제1 트랜지스터(T1)가 온/오프를 반복하여 경고음이 반복적으로 온/오프되지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)를 이용한 화재 경보 회로의 경우, 제1 임계 전압(pull-in 전압)과 제2 임계 전압(release 전압)이 서로 다르기 때문에 주변 온도가 오르락내리락(ping-pong)하는 경우에도 경고음의 반복적인 온/오프가 발생하지 않는다. 즉, 노이즈에 강한 특성을 갖는다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 도시한 회로도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(700)는 미케니컬 스위치(710), 제1 FET(720), 제1 FET(720)와 직렬 연결된 제2 FET(730), 제1 FET(720)의 소스 단자(S)(즉, 제2 도통 전극)과 연결되고, 출력단이 제1 FET(720)의 드레인 단자(D)(즉, 제1 도통 전극)과 연결되는 제1 다이오드(740), 입력단이 제2 FET(730)의 소스 단자(S)와 연결되고, 출력단이 제2 FET(730)의 드레인 단자와 연결되는 제2 다이오드(750)를 포함한다.
여기서, 제1 FET(720)와 제2 FET(730)의 직렬 연결은 제1 FET(720)의 소스 단자(S)(즉, 제2 도통 전극)과 제2 FET(730)의 소스 단자(S)가 서로 연결된 구조를 의미한다.
또한, 미케니컬 스위치(710)의 제1 단자(711) 및 제2 단자(712)는 서로 물리적으로 이격되어 있고, 제1 단자(711)는 신호 입력부(760)와 연결되며, 제2 단자(712)는 제1 FET(720)의 게이트 단자(즉, 제어 전극) 및 제2 FET(730)의 게이트 단자와 연결된다.
그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(700)는 제1 FET(720)를 대신하여 제1 BJT를 포함하여 구성될 수도 있고, 제 FET(730)를 대신하여 제2 BJT를 포함하여 구성될 수도 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(700)는 교류 신호(교류 전류)를 1번 단자로부터 2번 단자로 또는 2번 단자에서 1번 단자로 도통시키는데 이용되는 스위치이다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)와는 달리, 본 발명의 제2 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(700)는 교류 신호의 흐름을 제어하는데 이용될 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 만약 신호 입력부(760)를 통해 미케니컬 스위치(710)의 제1 임계 전압보다 높은 전압이 인가되는 경우, 제1 단자(711)(정확하게는 제1-2 단자(7112))와 제2 단자(712)가 연결되고, 전압이 제1 FET(720) 및 제2 FET(730)의 게이트 단자(G)로 인가된다. 이 때, 인가되는 전압이 제1 FET(720)의 제1 임계값(Vthr), 및 제2 FET(730)의 임계값(Vthr)보다 높다면 제1 단자와 제2 단자 사이에서 전류가 흐를 수 있게 되어 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(700)는 온 상태가 된다.
이 경우, 제1 FET(720)의 드레인 단자(D)(즉, 제1 도통 전극)의 전압이 제2 FET(730)의 드레인 단자의 전압보다 높다면(즉, 2번 단자의 전압이 1번 단자의 전압보다 높다면), 전류는 제1 FET(720) 및 제2 다이오드(750)를 통해 2번 단자에서 1번 단자로 흐르게 되고, 제1 FET(720)의 드레인 단자의 전압이 제2 FET(730)의 드레인 단자(D)의 전압보다 낮다면(즉, 2번 단자의 전압이 1번 단자의 전압보다 낮다면), 전류는 제2 FET(730) 및 제1 다이오드(740)를 통해 1번 단자에서 2번 단자로 흐르게 된다. 이에 따라, 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(700)는 신호 입력부(760)를 통해 인가되는 전압에 기초하여 교류 전류의 흐름을 제어할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 도시한 회로도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(800)는 FET(810) 및 미케니컬 스위치(820)를 포함한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(800)는 FET(810)를 대신하여 바이폴라 트랜지스터(BJT)를 이용할 수도 있다.
FET(810)는 앞서 도 2에서 설명한 FET(210)와 동일하게 동작한다. 즉, FET(810)는 게이트 단자(G)를 통해 인가되는 신호의 전압 및 자신의 임계값(Vthr)에 기초하여 드레인 단자(D, 1번 단자)로부터 소스 단자(S, 2번 단자)로의 전류의 도통을 제어한다.
미케니컬 스위치(820)는 물리적으로 이격되어 있는 제1 단자(821), 제2 단자(822), 및 제3 단자(823)를 포함한다. 여기서, 제3 단자(823)는 접지와 연결된다.
즉, 도 8에 도시된 미케니컬 스위치(820)는 도 2에서 설명한 미케니컬 스위치(220)에 "접지와 연결된 제3 단자(823)" 및 "FET(810)의 게이트 전극(G)과 연결된 추가적인 하나의 제2 단자(8222)"이 부가된 미케니컬 스위치로서, 근본적인 스위칭 동작은 도 2에서 설명한 미케니컬 스위치(220)와 동일하다(이하에서는 설명의 편의를 위해, 2개의 제2 단자(822)를 각각 "제2-1 단자(8221)" 및 "제2-2 단자(8222)"라 칭하기로 한다).
다시 말해, 제1 단자(821)(정확하게는 제1-2 단자(8212))와 제2 단자(822)(정확하게는 제2-1 단자(8221))가 이격된 상태에서 신호 입력부(830)를 통해 입력되는 신호의 전압이 제1 임계 전압보다 높다면, 제1-2 단자(8212)는 제2-1 단자와 연결되고 미케니컬 스위치(820)는 온 상태가 된다. 반대로, 제1 단자(821)(정확하게는 제1-2 단자(8212))와 제2 단자(822)(정확하게는 제2-1 단자(8221))가 연결된 상태에서 신호 입력부(830)를 통해 입력되는 신호의 전압이 제2 임계 전압보다 낮다면, 제1-2 단자(8212)는 제2-1 단자(8221)와 이격되게 되고, 미케니컬 스위치(220)는 오프 상태가 된다.
그러나, 도 2에 도시된 미케니컬 스위치(220)과는 달리 도 8에 도시된 미케니컬 스위치(820)는 추가된 제3 단자(823) 및 제2-2 단자(8222)를 이용하여 스위칭 오프 상태에서 FET(810)의 게이트 전극(G)를 접지와 연결시킨다.
즉, 제1-2 단자(2212)와 제2-1 단자(8221)가 연결된 상태에서 신호 입력부(830)를 통해 제1-1 단자(2211)와 R 단자 사이에 제2 임계 전압보다 낮은 전압이 인가되면, 복원력에 의해 제1-1 단자(8211)가 올라가게 되고, 이에 따라 연결되어 있던 제1-2 단자(2212)와 제2 단자(222)가 이격되면서 제2 contact area(8232)에 의해 제3 단자(823)과 제2-2 단자(8222)가 연결되게 된다. 이에 따라, 스위칭 오프 상태에서 FET(810)의 게이트 단자(G)가 접지와 연결된다.
반대로, 제3 단자(823)와 제2-2 단자(8222)가 연결된 상태(즉, 제1-2 단자(2212)와 제2-1 단자(8221)가 이격된 상태)에서 신호 입력부(830)를 통해 제1-1 단자(2211)와 R 단자 사이에 제1 임계 전압보다 높은 전압이 인가되면, 정전기력에 의해 제1-1 단자(2211)와 함께　제1 contact area(8231)가 아래로 당겨지게 되고, 제1-2 단자(2212)와 제2 단자(222)가 연결되게 된다. 이에 따라, 스위칭 온 상태에서 FET(810)의 게이트 단자(G)로 전원이 인가된다.
요컨대, 미케니컬 스위치(820)는 신호 입력부(830)를 통해 입력되는 전압과 자산의 임계 전압에 기초하여 제1 단자(821)를 제2 단자(822)로 연결하거나 또는 제3 단자(823)를 제2 단자(822)로 연결하여 인가된 전압을 FET(810)의 게이트 전극(G)로 선택적으로 인가한다. 이 때, 미케니컬 스위치(820)의 임계 전압은 이격된 제1 단자(821)와 제2 단자(822)를 연결시키기 위한(즉, 연결된 제3 단자(823)과 제2 단자(822)를 이격시키기 위한) 제1 임계 전압 및 이격된 제3 단자(823)와 제2 단자(822)를 연결시키기 위한(즉, 연결된 제1 단자(821)과 제2 단자(822)를 이격시키기 위한) 제2 임계 전압을 포함한다. 만약, 제1 단자(821)와 제2 단자(822)가 이격된 상태에서 제1 임계 전압보다 높은 상기 전압이 제1 단자(821)로 인가되는 경우, 미케니컬 스위치(820)는 제1 단자(821)와 제2 단자(822)를 연결시켜 FET(820)의 게이트 전극(G)으로 전압을 인가한다. 반대로, 제3 단자(823)와 제2 단자(822)가 이격된 상태에서 제2 임계 전압보다 낮은 상기 전압이 제1 단자(821)로 인가되는 경우, 미케니컬 스위치(820)는 제3 단자(823)와 제2 단자(822)를 연결시켜 FET(810)의 게이트 전극(G)을 접지와 연결시킨다.
위와 같이, 스위칭 오프 상태에서 FET(810)의 게이트 전극(G)을 접지와 연결시키는 경우, FET(810)의 게이트 전극(G)에 남아 있던 전하가 접지로 방출되게 되는바, 스위칭 오프 상태에서의 불필요한 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
즉, 도 2에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(200)의 경우, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 스위칭 오프 시 FET(210)에 남아 있는 전하를 방출시키기 위해 별도의 저항(R1)을 사용하는데, 이 때, 저항(R1)을 통해 흐르는 전류에 의해 불필요한 에너지 손실(Static Power Dissipation)이 발생한다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(800)에서는 스위칭 오프 시 FET(810)의 게이트 전극(G)을 접지와 연결시켜 불필요한 에너지 소모를 감소시킨다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치를 도시한 회로도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(900)는 미케니컬 스위치(910), 제1 FET(920), 제1 FET(920)와 직렬 연결된 제2 FET(930), 제1 FET(920)의 소스 단자(즉, 제2 도통 전극)과 연결되고, 출력단이 제1 FET(920)의 드레인 단자(즉, 제1 도통 전극)과 연결되는 제1 다이오드(940), 입력단이 제2 FET(930)의 소스 단자와 연결되고, 출력단이 제2 FET(930)의 드레인 단자와 연결되는 제2 다이오드(950)를 포함한다. 여기서, 제1 FET(920)와 제2 FET(930)의 직렬 연결은 앞서 설명한 바와 같이 제1 FET(920)의 소스 단자(즉, 제2 도통 전극)과 제2 FET(930)의 소스 단자가 서로 연결된 구조를 의미한다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(900)는 제1 FET(920)를 대신하여 제1 BJT를 포함하여 구성될 수도 있고, 제 FET(930)를 대신하여 제2 BJT를 포함하여 구성될 수도 있다.
위와 같은 본 발명의 제4 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(900)는 앞서 도 7에서 설명한 본 발명의 제2 실시예에 따른 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(700)와 비교할 때, 미케니컬 스위치(710, 910)의 구조만이 상이할 뿐, 근본적인 스위칭 동작 원리는 동일하다. 또한, 미케니컬 스위치(910)는 앞서 도 8에서 설명한 미케니컬 스위치(820)와 동일한 구조를 가지며, 동일한 방식에 따라 스위칭을 수행한다.
즉, 미케니컬 스위치(910)는 물리적으로 이격되어 있는 제1 단자(821)(전원 입력부(960)와 연결됨), 제2 단자(822)(제1 FET(920)의 게이트 전극(G) 및 제2 FET(930)의 게이트 전극(G)과 연결됨), 및 제3 단자(823)(접지와 연결됨)를 포함하며, 신호 입력부(960)를 통해 입력되는 전압과 자산의 임계 전압에 기초하여 제1 단자(911)를 제2 단자(912)로 연결하거나 또는 제3 단자(913)를 제2 단자(912)로 연결하여 전압을 제1 FET(920)의 게이트 전극(G) 및 제2 FET(930)의 게이트 전극(G)으로 선택적으로 인가함으로써 교류 전류의 흐름을 제어한다.
즉, 신호 입력부(960)를 통해 미케니컬 스위치(910)의 제1 임계 전압보다 높은 전압이 인가되는 경우, 제1 단자(911)(정확하게는 제1-2 단자(9112))와 제2 단자(912)(정확하게는 제2-1 단자(9121))가 연결되고, 전압이 제1 FET(920) 및 제2 FET(930)의 게이트 단자(G)로 인가된다. 이 때, 인가되는 전압이 제1 FET(920)의 제1 임계값(Vthr), 및 제2 FET(930)의 임계값(Vthr)보다 높다면 제1 단자와 제2 단자 사이에서 전류가 흐를 수 있게 되어 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(900)는 온 상태가 된다.
이 경우, 제1 FET(920)의 드레인 단자(D)(즉, 제1 도통 전극)의 전압이 제2 FET(930)의 드레인 단자(D)의 전압보다 높다면(즉, 2번 단자의 전압이 1번 단자의 전압보다 높다면), 전류는 제1 FET(920) 및 제2 다이오드(950)를 통해 2번 단자에서 1번 단자로 흐르게 되고, 제1 FET(920)의 드레인 단자(D)의 전압이 제2 FET(930)의 드레인 단자(D)의 전압보다 낮다면(즉, 2번 단자의 전압이 1번 단자의 전압보다 낮다면), 전류는 제2 FET(930) 및 제1 다이오드(940)를 통해 1번 단자에서 2번 단자로 흐르게 된다.
반대로, 신호 입력부(960)를 통해 미케니컬 스위치(910)의 제2 임계 전압보다 낮은 전압이 인가되는 경우, 제3 단자(913)와 제2 단자(912)(정확하게는 제2-2 단자(9122))가 연결되고, 제1 FET(920) 및 제2 FET(930)의 게이트 단자(G)는 접지와 연결된다. 이에 따라, 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(900)는 오프 상태가 되며, 제1 FET(920) 및 제2 FET(930)의 게이트 단자(G)에 남아 있던 전하는 불필요한 전력의 소모 없이 접지로 방출된다.
이에 따라, 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치(900)는 신호 입력부(960)를 통해 인가되는 전압에 기초하여 교류 전류의 흐름을 제어할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (22)

  1. 트랜지스터; 및
    전압이 인가되는 제1 단자, 및 상기 트랜지스터의 제어 전극과 연결되고 상기 제1 단자와 물리적으로 이격되어 있는 제2 단자로 구성된 미케니컬 스위치(mechanical switch)
    를 포함하되,
    상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임계 전압은 이격된 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키기 위한 제1 임계 전압 및 연결된 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 이격시키기 위한 제2 임계 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미케니컬 스위치는
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 이격된 상태에서 상기 제1 임계 전압보다 높은 상기 전압이 상기 제1 단자로 인가되는 경우, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 미케니컬 스위치는
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 연결된 상태에서 상기 제2 임계 전압보다 낮은 상기 전압이 상기 제1 단자로 인가되는 경우, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 이격시키는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 임계 전압은 상기 미케니컬 스위치의 물리적 구조에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 트랜지스터는
    바이폴라 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor) 및 전계효과 트랜지스터(FET: Field Effect Transistor) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미케니컬 스위치는 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 스위치 또는 넴스(Nano Electro Mechanical Systems) 스위치 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  8. 제1 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터와 직렬 연결된 제2 트랜지스터;
    입력단이 상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극과 연결되고, 출력단이 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극과 연결되는 제1 다이오드;
    입력단이 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극과 연결되고, 출력단이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극과 연결되는 제2 다이오드; 및
    전압이 인가되는 제1 단자, 및 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극과 연결되고 상기 제1 단자와 물리적으로 이격되어 있는 제2 단자로 구성된 미케니컬 스위치
    를 포함하되,
    상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극과 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극은 서로 연결되어 있고,
    상기 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치는
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 연결된 경우에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압보다 높은 경우, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 다이오드를 통해 전류를 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극에서 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극으로 도통시키고,
    상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압보다 낮은 경우, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제1 다이오드를 통해 전류를 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극에서 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극으로 도통시키는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 미케니컬 스위치의 임계 전압은 이격된 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키기 위한 제1 임계 전압 및 연결된 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 이격시키기 위한 제2 임계 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 트랜지스터는
    바이폴라 트랜지스터 및 전계효과 트랜지스터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  12. 감지 신호를 입력받는 신호 입력부;
    트랜지스터; 및
    상기 신호 입력부와 연결되는 제1 단자, 및 상기 트랜지스터의 제어 전극과 연결되고 상기 제1 단자와 물리적으로 이격되어 있는 제2 단자로 구성된 미케니컬 스위치
    를 포함하되,
    상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 장치.
  13. 트랜지스터; 및
    전압이 인가되는 제1 단자, 상기 트랜지스터의 제어 전극과 연결되는 제2 단자, 및 접지와 연결되는 제3 단자로 구성된 미케니컬 스위치 - 상기 제2 단자는 상기 제1 단자 및 상기 제3 단자와 물리적으로 이격되어 있음 -
    를 포함하되,
    상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 미케니컬 스위치는
    상기 전압과 상기 임계 전압에 기초하여 상기 제1 단자를 상기 제2 단자로 연결하거나 또는 상기 제3 단자를 상기 제2 단자로 연결하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 임계 전압은 이격된 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키기 위한 제1 임계 전압 및 이격된 상기 제3 단자와 상기 제2 단자를 연결시키기 위한 제2 임계 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 미케니컬 스위치는
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 이격된 상태에서 상기 제1 임계 전압보다 높은 상기 전압이 상기 제1 단자로 인가되는 경우, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 미케니컬 스위치는
    상기 제3 단자와 상기 제2 단자가 이격된 상태에서 상기 제2 임계 전압보다 낮은 상기 전압이 상기 제1 단자로 인가되는 경우, 상기 제3 단자와 상기 제2 단자를 연결시키는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치
  18. 제1 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터와 직렬 연결된 제2 트랜지스터;
    입력단이 상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극과 연결되고, 출력단이 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극과 연결되는 제1 다이오드;
    입력단이 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극과 연결되고, 출력단이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극과 연결되는 제2 다이오드; 및
    전압이 인가되는 제1 단자 및 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극과 연결되는 제2 단자, 및 접지와 연결되는 제3 단자로 구성된 미케니컬 스위치 - 상기 제2 단자는 상기 제1 단자 및 상기 제3 단자와 물리적으로 이격되어 있음 -
    를 포함하되,
    상기 미케니컬 스위치는 상기 전압과 상기 미케니컬 스위치에 대해 미리 설정된 임계 전압에 기초하여 상기 전압을 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극과 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극은 서로 연결되어 있고,
    상기 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치는
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 연결된 경우에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압보다 높은 경우, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 다이오드를 통해 전류를 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극에서 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극으로 도통시키고,
    상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압이 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극의 전압보다 낮은 경우, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제1 다이오드를 통해 전류를 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극에서 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극으로 도통시키는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 미케니컬 스위치는
    상기 전압과 상기 임계 전압에 기초하여 상기 제1 단자를 상기 제2 단자로 연결하거나 또는 상기 제3 단자를 상기 제2 단자로 연결하여 상기 전압을 상기 제어 전극으로 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 임계 전압은 이격된 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키기 위한 제1 임계 전압을 포함하고,
    상기 미케니컬 스위치는
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자가 이격된 상태에서 상기 제1 임계 전압보다 높은 상기 전압이 상기 제1 단자로 인가되는 경우, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결시키는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 임계 전압은 이격된 상기 제3 단자와 상기 제2 단자를 연결시키기 위한 제2 임계 전압을 포함하고,
    상기 미케니컬 스위치는
    상기 제3 단자와 상기 제2 단자가 이격된 상태에서 상기 제2 임계 전압보다 낮은 상기 전압이 상기 제1 단자로 인가되는 경우, 상기 제3 단자와 상기 제2 단자를 연결시키는 것을 특징으로 하는 미케니컬 트랜지스터 하이브리드 스위치.
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