Skin Effect(표면효과)란?

고주파 신호를 다룰 때 한가지 알아두어야 할 것이 바로 금속에서의 표면효과이다. 표면효과란 주파수가 올라갈수록 교류전류는 금속의 내부가 아니라 표면에 집중되어 흐른다는 것을 의미한다. 저주파에서는 금속의 내부를 전하가 이동하면서 신호가 오가지만, 고주파에서는 도체 표면을 따라 전하가 오간다.

이 성질이 특별히 설계에 제한이 되는 요소는 아니지만, 구조설계시 나름대로 고려해야할 부분이 된다. 예를 들어 이 성질을 잘 이용하면 굳이 도전율이 좋은 금이나 은을 전체에 사용할 필요 없이 외부에 coating함으로써 고주파의 전도율을 높일 수 있다. 이것은 3D simulation시에 더욱 유용하게 활용되는데, 고주파에서는 금속 내부에 field가 존재하지 않기 때문에 금속내부는 아예 계산하지 않음으로써 많은 시간을 절약할 수 있다. 반면 이문제 때문에 저주파에서의 해석 정확도를 보장하기 어려운 문제점도 있긴 하다.

Skin depth

표면효과를 수치적으로 나타낸 수식으로서, 주파수와 금속성분의 관계에 따라 전류가 어느정도 깊이까지 침투하느냐를 나타낸 수식이다. 이것을 통해 고주파 전도에 적절한 금속의 두께를 알아낼 수 있다.

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