Resistor (저항), Inductor (인덕터), Capacitor (캐패시터) / 수동소자 RLC에 관하여

수동소자 : 공급된 에너지(전압/전류/전력)을 소비, 축척, 방출 하는 소자.

RLC는 모두 기본이 되는 전기소자이며, 회로도면 에서 보통 Discrete 라고 통칭한다. 

 

Impedance [Ohm] (교류(AC current)일 때 주파수에 영향을 받는 저항)

RLC가 직렬로 연결될때 임피던스(Z)

RLC가 교류로 연결될 때 임피던스(Z)

 

Resistance [Ohm] (직류(DC current)일 때 저항)

    전류를 흘렸을 때 방해하는 정도 (R = 저항, V = 전압, I = 전류)

    저항은 전류의 흐름을 방해할뿐, 주변에 Field를 발생시키지 않음.

    ideal 저항 (Low Frequency에서는 ideal로 해도 무관)

    real 저항 (High Frequency에서 Inductance와 Capacitance가 영향을 끼치므로 고려해야 함)

DIP타입은 Lead선의 Inductance가 큼으로, 고속에서는 SMD가 적합

High-Frequency에서 Resistor의 모델링

SMD vs DIP 타입의 주파수에 따른 변화 (50옴의 제기능을 어느 주파수 까지 하는가?)

빨간색: smd, 초록색: dip

smd타입이 높은 주파수에서도 성능을 잘 유지하고 있다. 고로 smd타입이 인덕턴스가 작아서 고주파PCB에 유리

 

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Inductance [H]

    1A의 전류가 도체에 흐를 때 형성되는 자기장(Magnetic field)의 수

    무라타1800R 인덕터의 실제 모델링 시뮬레이션 회로 (L=330uH, DCR=0.315, SRF=3.57MHz)

    Cp (기생 Capacitance), Rp(도선 코어 손실), DCR: 직류저항

 

시뮬레이션

공진점(SRF) 이전까지 인덕터로 사용가능

    공진주파수, 시뮬레이션 값 계산

공진주파수 계산 식 대입하여 값 비교

시뮬레이션 값과 거의 근사

 

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Capacitance [F]

    1V를 서로 떨어져 있는 도체에 인가했을 때, 형성되는 전기장(Electronic Field)의 수

    ideal 모델링,    real 모델링 (실제로 인덕턴스와 저항을 같고 있음)

    시뮬레이션

   (y축 Log 스케일, x축 주파수 증가)

 

     Capacitor(C) 값이 높아질 때 0.1uF(초록) -> 1uF(빨강) -> 10uF(파랑)

     작은 capacitor일 수록 고주파사용 가능, 큰 Capacitor 일 때 저주파 사용 가능 

y축 Log 스케일, x축 주파수 증가

    저항값(ESR)이 높아질 때 1m옴(초록)->10m옴(빨강))->100m(파랑)옴

    저항값이 낮아지면 공진주파수 영역에서 임피던스값이 낮아진다. (초록)

    인덕턴스값(ESL)이 높아질 때 0.1nH(초록) -> 1nH(빨강) -> 10nH(파랑)

    인덕턴스값이 낮아지면 공진점이 우측으로 이동, (Capacitor로서 역할을 할 수 있는 영역이 커짐)