안녕하세요? 오늘은 Capacitance(정전용량)에 대해 배워보도록 하겠습니다. 전기전자를 공부하신 분들이라면 Capacior라하면 뭔가 에너지나 전하를 저장한다고 알고 계실거라 생각이 됩니다. 이 Capacitor는 Transistor 채널과 DRAM에 있어서 저장 공간으로도 사용되기 때문에 개념을 잘 잡는 것이 중요합니다.
그러면 바로 Capacitor의 전기적인 특성, 정전용량를 나타내는 공식을 보면서 얘기해보도록 하겠습니다.
C = ε x (A / d)
(C : Capacitance, ε : 유전율, A : 유전체의 면적, d : 유전체의 두께)
위의 공식을 자세히 뜯어보면 Capacitance에 대해 쉽게 이해할 수 있습니다.
1. ε, 즉 유전율이 클수록 Capacitance도 커집니다.
(유전율은 전기장을 가했을 때 전하를 얼마나 잘 끌어당기는지를 나타내는 물리량)
2. 유전체의 면적이 높을 수록 Capacitance가 커집니다.
3. 유전체의 두께가 얇을 수록 Capacitance가 커집니다.
공식만 놓고 보자면, 정전용량을 높이려면 즉 저장능력을 높이려면 유전체 면적을 넓게하고 두께를 얇게 하면 됩니다.
하지만 반도체 Chip에서는 PPA가 중요한데요. PPA는 Power, Performance, Area입니다. 즉 전력소모가 적으면서 성능이 좋고 크기가 작은 chip이 좋다고 보는 것입니다.
Area 즉 크기가 작아야하는데 유전체의 면적 넓게하면 그만큼 한정된 공간에 반도체가 많이 들어가지 못하게 됩니다. 그렇게 되면 동일 성능을 내기위해 CHIP의 크기를 크게 하게 되고 PPA에서 A가 안좋아지게 되죠.
그래서 Capacitance를 높이기 위해서는 유전체의 두께를 얇게 하고, 유전율이 좋은 물질을 사용하게 됩니다.
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