Ferrite Bead
페라이트 비드(Ferrite Bead)는 전자 회로에서 고주파 전자 잡음을 억제하는 데 사용되는 수동 전자 부품입니다(EMC, EMI 등을 관리). 주로 전원 공급 라인에 배치되어 고주파 신호를 감쇠시킵니다. 페라이트 비드는 자기 코어를 통해 고주파 신호를 억제하여 회로의 성능을 향상시키는 역할을 합니다.
EMC (Electromagnetic Compatibility): 전자기 호환성은 전자기 환경에서 전자 장치가 다른 장치와 상호 간섭 없이 정상적으로 작동할 수 있는 능력을 의미합니다. EMC는 장치가 전자기 간섭을 최소화하고, 다른 장치로부터의 간섭을 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.
EMI (Electromagnetic Interference): 전자기 간섭은 전자기파가 다른 전자 장치의 성능에 부정적인 영향을 미치는 현상을 의미합니다. EMI는 전자 장치가 작동 중에 발생하는 전자기파가 다른 장치에 간섭을 일으킬 때 발생합니다. EMI는 전자 장치의 오작동을 유발할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 EMC 설계가 중요합니다.
원리
RLC회로의 주파수에 따른 임피던스를 활용하는 것이 원리입니다.
그림에서 X축 주파수, Y축은 임피던스. 80~200MHz에 해당하는 주파수에서 임피던스가 증가하므로, 80~200MHz 주파수를 차단하는 bead입니다.
특성
1. 비드는 주파수가 높아질수록 인덕터->저항->커패시터 처럼 동작합니다(RLC회로의 특징)
노란 점: 저항 R값과 리액턴스 X값이 같아지는 지점
Resistive영역에서 열로 발산되면서 필터 역할을 하게 됩니다.
2. 인덕터에 DC 전류가 흐르면 기생 저항으로 인해 발열 및 인덕턴스가 감소하는 특성이 있습니다.
DC Bias가 커질수록 발열 증가, 인덕턴스 감소.
3. 페라이트 비드는 인덕터와 비슷하게 동작한다고 했는데 왜 비드 Resistive 구간에서는 저항처럼 행동해서 열로 소모시키는 이유?
구성 물질의 차이, 인덕터는 저손실 페라이트 물질인 반면 비드는 고손실 페라이트 물질로 구성
그래서 인덕터는 노이즈를 반사하게 되고 비드는 노이즈를 흡수(=열 발산).
칩단에 비드 대신 인덕터를 달게 된다면 노이즈는 차단되겠지만 차단은 곧 반사이고 링잉 같은 문제가 생길 수 있습니다.
인덕터는 대신 전력변환, 에너지저장에 사용됩니다.
사용 시 고려사항
- 임피던스
- 전류 용량
- DC resistance(낮을수록 좋음)
- 전원단에 연결될 수도, 신호단에 연결될 수도 있습니다.
- 전원단에 연결할 것이라면, 저주파까지 커버하는 광대역 저항 임피던스를 가지면 좋습니다.
활용
- MII(통신 방식 중 하나)에 해당하는 주파수를 보고 값을 설정
- PHY Chip에서 어디에 연결할지 확인할 수 있음(아래 사진 참고)
VDD전원 라인에 연결했습니다.
Refrence
https://blog.naver.com/lymcall/223007789483
https://blog.naver.com/crazybyun2/223719834858
