목차

1. 실험 2에 대해

실험 1의 칩 인덕터, 칩캐패시터에 이어 실험 2에서는 칩저항의 특성을 조사해보도록 하겠습니다. 칩저항만으로 구성된 회로를 만들어 그 주파수 특성을 측정해보도록 하지요. 저항만으로 구성되는 회로로는, 회로교실 4-1 의 고정형 감쇠기를 구현해보겠습니다. 기판은 실험1에 사용된 것과 동일한 것으로써, 마이크로 스트립라인 중앙부에 감쇠기 회로를 만들었습니다. <그림 2-1>에는 고정형 감쇠기의 회로를 나타내었고, pi 형태와 T형 양쪽 모두의 회로를 만들어서 그 특성을 비교해보았습니다. (3dB, 6dB, 10dB, 20dB) 이와 같은 감쇠기의 소자값 계산은, RF database : 감쇠기 부분에서 직접 계산도 가능합니다.

실험에는 1005 크기의 칩 저항을 사용하였으며, 일반적인 종단 저항값인 51Ω에 대해, 그 종단에서의 VSWR 특성도 측정하였습니다.

<그림 2－1> 감쇠기(Attenuator) 회로

 ○ 측정장비 : HP 8753D Network Analyzer (Full 2 port Calibration된 상태)
 ○ 사용된 부품 : Koa사 RK73K1E 시리즈

pi 형 감쇠기

T 형 감쇠기

2. 고정형 감쇠기의 특성

제작한 감쇠기의 감쇠 특성을 아래 <그림 2-2> ~ <그림 2-5>에 나타내었습니다. 50Ω 선로를 포함한 측정으로부터, 선로만 존재할 때의 삽입손실값을 비교하여 감쇠량을 산출하였습니다. 또 pi 형태와 T 형의 VSWR 특성의 비교를 <그림 2-6>에 나타내었습니다.

우선, VSWR 특성을 통해 pi형태와 T형태 중 어느 것이 더 나은지 쉽게 간파할 수 있습니다. 전송선로에 대해 직렬로 접속되는 부품의 경우는, pi형태 쪽이 분명히 더 좋은 특성을 보여줍니다. 주파수가 높아짐에 따라 감쇠량이 줄어들고 있기 때문에, 칩저항의 기생성분은 저항성분과 병렬의 캐패시턴스 값으로 보여집니다. 또 감쇠 특성으로부터, 저항의 값이 작을수록 그 기생성분값도 줄어드는 것을 알 수 있습니다.

측정 결과로부터, 1005 칩 저항으로 만든 고정형 감쇠기(pi형태)의 최대 사용주파수는 3dB의 경우 6GHz, 6dB의 경우 5GHz, 10dB의 경우 3GHz, 30dB의 경우는 1GHz 정도로 보여집니다. 즉 감쇠량 값에 따라서 칩저항들의 기생성분값들이 다르고, 그러므로 감쇠량에 따라 실제로 사용가능한 감쇠기의 주파수 범위가 결정된다는 것을 알 수 있습니다.

<그림 2－2> 3dB 고정형 감쇠기의 특성

<그림 2－3> 6dB 고정형 감쇠기의 특성

<그림 2－4> 10dB 고정형 감쇠기의 특성

<그림 2－5> 20dB 고정형 감쇠기의 특성

<그림 2－6> 고정형 감쇠기의 VSWR 특성

3. 51Ω 칩저항의 종단특성

이것의 측정은 아래 <그림 2-7>에 나타내었듯이, SMA의 중심도체를 잘라내고 51Ω의 칩 저항을 실장하여 진행하였습니다. <그림 2-8>에 그 측정치를 나타내었으며, 이 결과를 토대로 볼 때 이러한 강제적 종단방식은 3GHz까지는 무난할 듯 해보입니다. (VSWR < 1.2) 물론 SMA 전용 종단기를 커넥터에 물려서 측정해도 되겠지만, 이 실험은 어디까지나 "이렇게도 가능하다" 라는 간단한 적용 예임을 참고하시기 바랍니다. ^^

<그림 2－7> 종단의 특성 측정방법

<그림 2－8> 51Ω 칩 저항의 종단 특성 (VSWR)

4. 마치며

취급하는 전력이 작은 경우에는, 1005 크기의 칩저항으로 구성한 감쇠기로도 크게 문제가 되지 않습니다. 그러나 큰 전력을 다루는 회로에서는, 저항의 파괴를 막기 위해 전류용량이 더 큰, 좀더 큰 크기의 저항을 사용해야 할 겁니다. 문제는 칩저항의 크기가 커지면 기생성분도 커질 것이기 때문에 주파수 특성은 더 악화될 것으로 예상되므로 참고하시기 바랍니다.

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