[전자/디스플레이/회로] 면저항(Sheet Resistance)과 RC Delay 의 이해

안녕하세요. "기억하고자 하는 모든 것"을 담아내는 "리멤버미" 입니다.

 

디스플레이를 포함한 모든 전자기기의 회로를 구성할때 RC Delay를 이해하고 계산할 줄 알아야합니다.

 

RC delay란 시간적 지연으로 신호선의 저항과 Cap의 용량을 알면 구할 수 있습니다.

 

우선 신호선의 저항을 계산하기 위해 면저항 (Sheet Resistance=ohm/sq = Ω/□) 을 이해해 봅시다.

 

R = ρ × L/A = ρ × L/WT = ρ/T × L/W

ρ/T : 공정 parameter 이고 L/W : 설계 parameter 로 나눌수 있습니다.

이때 L/W= 1 일때의 신호선의 저항 R=ρ/T 이며

L/W=1이라는것은 L과 W가 같다는 의미이며 설계자 입장에서 볼때 정사각형 모양의 저항선으로 생각할수 있습니다.

정사각형 한조각당 저항으로 면저항=ρ/T 이며 면저항을 알고있다면 아래 그림의 저항은 손쉽게 구할 수 있게됩니다.

정사각형이 총 5조각을 이어 붙였으므로 신호선의 저항 R = 면저항 × 5 가 됩니다.

 

Capacitor는 손으로 풀어서 계산하기 어렵기 때문에 시뮬레이션을 이용합니다.

설계도와 물질 정보를 넣어주게 되면 시뮬레이션을 통해 cap용량을 추출하게 됩니다.

 

그럼 RC Delay 해석을 위한 준비를 마쳤습니다.

 

아래와 같은 회로의 전압과 전류 간 수식을 풀어보면 오른쪽과 같은 관계식을 가지게 되며

RC값에 의해 Vout이 Vs로 도달하는데 delay가 발생한다는 것을 알 수 있습니다.

RC의 dimension 단위는 sec 입니다.

t 의 값 결국 흘러간 시간이 RC의 배수 만큼 흐른다고 가정하면 아래와 같이 표현 할 수 있고

3RC 만큼 시간이 흐르면 Vout(t) = Vs × 0.95 로써 95% 만큼 충전 된다 라고 해석할 수 있습니다.

 

RC 값만 알면 쉽게 계산 할 수 있겠죠?