상승시간(Rise Time)과 분포회로(Distributed Circuit)

모든 step signal (level 0에서 level 1으로 signal level이 변하는 신호)은 rise time (상승시간), t_r, 을 가지고 있다. Ideal signal일 경우에만 rise time이 0이된다.  Rise time은 밑에 보이는 [그림 3-1]처럼 보통 signal level이 전환되는 edge의 10%시점에서 90%시점까지 걸리는 시간으로 정의된다. (signal amplitude가 작을 경우에는 20% ~ 80%로 하기도 한다). 

어떤 신호의 traveling time(flight time또는 propagation delay)은 t_d = d / v (d = transmission line 길이, v = signal velocity)이며 t_r과t_d의 관계를 가지고 다음과 같이 구분할 수 있다.

Lumped Circuit        : t_r / t_d > 2.5

Distributed Circuit    : t_r / t_d < 2.5

이 관계는 실제 circuit과 system에서 얻어진 ‘rule of thumb’이다.

 그림 3-1]

빛의 속도(C)는3 x 10^-8 m/s이므로 예를들어서 PCB재료로 많이쓰이는 FR4의 경우 signal velocity가 대략 0.47 x C = 0.47 x 3 x 10^-8 m/s가 된다. 따라서 6cm의 PCB trace의 경우 signal rise time이 대략 1nsec 이하이면 distributed circuit이 되는 것이다. CMOS회로의 경우 SiO2의 velocity는 대략 0.51 x C = 0.51 x 3 x 10^-8 m/s가 된다. 따라서 CMOS chip내부의 interconnection이 1cm인 경우 propagation delay는 65psec이다. 그러므로 rise time이 대략 165psec 이하이면distributed circuit이 되는 것이다.

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