먼저 알아둘 용어
페라이트 비드(ferrite bead)·Rdc — 페라이트 비드는 주파수에 따른 임피던스(impedance)로 잡음 억제에 사용하는 부품입니다. Rdc는 직류저항으로 정상 부하에서도 전압 강하와 손실을 만듭니다.
DC 바이어스(DC bias)·임피던스(impedance) — DC 바이어스는 부품에 지속적으로 걸리는 직류 조건입니다. 임피던스는 교류 전류에 대한 저항·리액턴스(reactance)를 포함한 성질로 비드의 값은 주파수와 전류에 따라 달라질 수 있습니다.
ESR(Equivalent Series Resistance)·공진·EMI(Electromagnetic Interference) — ESR은 커패시터(capacitor)의 등가 직렬 저항입니다. 공진은 비드와 커패시터 등 저장 요소가 특정 주파수에서 강하게 상호 작용하는 현상입니다. EMI는 다른 회로·장치에 영향을 주는 전자기 간섭입니다.
작동 원리
비드에는 직류저항이 있습니다. 또한 잡음 주파수에서의 임피던스는 부하의 DC 바이어스에 따라 달라질 수 있습니다. 카탈로그의 정격 전류는 발열 조건을 뜻할 수 있으며 그 전류에서 필터(filter) 임피던스까지 유지한다는 뜻은 아닙니다. 비드와 커패시터의 공진으로 특정 주파수에서 잡음이나 순간 전압 변동이 오히려 커질 수도 있습니다.
적용 순서
- 전원에서 보장하는 최저 전압에서 배선·커넥터(connector)의 전압 강하를 뺀 뒤, IC에 필요한 최소 공급 전압보다 얼마나 높은지 계산합니다.
- 비드의 최대 Rdc로 I최대×Rdc를 계산합니다. 해설 예로 0.4 Ω에 300 mA가 흐르면 0.12 V를 잃어 3 V가 2.88 V로 내려갑니다.
- 부하 전류가 걸린 상태의 임피던스 곡선과 온도를 확인합니다. 잡음이 실제로 나타나는 주파수에 충분한 효과가 있는지 봅니다.
- 비드 앞뒤를 같은 프로빙 조건으로 비교합니다. 정상 부하뿐 아니라 시작·송신·부하 급변 순간의 IC 핀(pin) 전압과 링잉(ringing)도 기록합니다.
적용 조건과 한계
바이패스 커패시터를 더하면 언제나 좋아지는 것은 아닙니다. 커패시턴스·ESR·부하와 함께 공진 및 감쇠를 검토합니다. 비드를 0 Ω로 임시 대체하는 비교 시험은 원인 분리에 도움이 될 수 있으나 최종 EMI 적합성을 보장하지 않습니다.
확인과 기록
비드 뒤 DC(Direct Current) 전압, 과도 최저 전압, 잡음 크기의 세 결과를 따로 비교합니다. 잡음이 줄어도 저전압 리셋(reset)이 늘면 성공한 수정이 아닙니다.
작업 순서를 다시 확인합니다
