I-Laboratory 고주파회로교실 [ II. 매칭회로 (Matching Circuit) ] 2. 스미스차트를 이용한 매칭

I-Laboratory 고주파회로교실 ~ RFDH version ~
[ II. 매칭회로 (Matching Circuit) ]

2. 스미스차트를 이용한 매칭

일전에 예를 들었던 25Ω의 저항과 10nH의 인덕터가 직렬로 접속된 회로를 다시 보도록 하지요. 스미스차트를 사용하면, 매칭회로는 스미스차트상의 어느 점을 어떤 경로를통해 중심으로 가지고 가는가에 대한 기하학적 궤적으로 구해집니다. 결국 경로를 잡는 방법에 따라 무수한 매칭회로가 존재할 수도 있다는 것이지요. 이에 따라 실제로는 이용가능한 회로소자, 공간, 주파수 특성 등에 의해 적절한 매칭회로구성이 정해지게 됩니다.

그렇다면, 예제 회로에서 1GHz에서 매칭을 2개의 소자로 잡아보도록 할까요? <그림 2-1>에는 예제회로의 입력임피던스 특성을 나타냅니다. 매칭회로로는 직렬소자와 병렬소자를 둘다 사용할 것이기 때문에, 이미턴스차트(임피던스차트+어드미턴스차트)상에 표시하였습니다.

<그림 2-1> 이미턴스 차트상에 표시

① 병렬 C + 직렬 C에 의한 매칭
병렬 캐패시터를 이용하여 컨덕턴스 원상을 이동시켜, 중심을 통과하는 컨덕턴스 원상에 마커 1을 가져옵니다. 다음으로 직렬 캐패시터로 같은 컨덕턴스 원상을 이동시켜 중심으로 가져옵니다.
(청→적→록)

<그림 2-1> 매칭 ①

② 직렬 C + 병렬 L에 의한 매칭
직렬 캐패시터로 레지스턴스 원상을 이동시켜, 중심을 통과하는 컨덕턴스 원상에 마커1을 가져옵니다. 다음으로 병렬 인덕터로 같은 컨덕턴스 원상을 이동시켜 중심으로 가져옵니다.

<그림 2-1> 매칭 ②

③ 병렬 C + 직렬 L에 의한 매칭
병렬 캐패시터로 같은 컨덕턴스 원상을 이동시켜, 중심을 통과하는 레지스턴스 원상에 마커1을 가져옵니다. 다음으로 직렬 인덕터로 같은 레지스턴스 원상을 이동시켜 중심으로 가져옵니다.

<그림 2-1> 매칭 ③

④ 직렬 전송선로 (50Ω) + 직렬 C에 의한 매칭
직렬 전송선로를 이용하여 시계방향으로 회전시켜, 중심을 통과하는 같은 레지스턴스 원상에 마커1을 가져옵니다. 다음으로 직렬 캐패시터를 이용하여 같은 레지스턴스 원상을 이동시켜 중심으로 가져옵니다.

<그림 2-1> 매칭 ④

⑤ 직렬 전송선로 (50Ω) + 직렬 L에 의한 매칭
직렬전송선로를 이용하여 시계방향으로 회전시켜, 중심을 통과하는 레지스턴스 원상에 마커1을 가져옵니다. 다음으로 직렬 인덕터를 이용하여 같은 레지스턴스 원상을 이동시켜 중심으로 가져옵니다.

<그림 2-1> 매칭 ⑤

그 밖에도 직렬 C + 병렬 C 등의 조합등, 여러 가지 추가적인 조합이 존재합니다. 다음으로는 상기 ①~⑤ 매칭회로의 각 소자값을 구하는 방법을 알아보도록 하지요.

다음 >> 3. 소자값의 산출