유전율(Permittivity), 비유전율(Relative permittivity), 유전 상수 정의

전기 쪽으로 공부하다보면, 너무나 많은 이론이 있어 헷갈리는 부분이 정말로 많이 있답니다. 그래서 저는 모르는 것이나 헷갈리는 것이 나올 때마다 기록하려고 노력하는데요. 오늘은 유전 상수에 대해서 공부하다가 헷갈려 정리했던 부분에 대해서 포스팅 해보고자 합니다. 

 

우선 커패시턴스(C) 다음과 같이 정의할 수 있습니다. 

여기서 s는 극판의 면적이고 d는 극간 거리입니다. 즉, 커패시턴스의 용량을 결정하는 계수로서 유전율이 사용되는데요. 유전율은 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

유전율(Permittivity)  = 비유전율(Relative Permittivity) x 진공에서의 유전율인 것이죠. 유전율이 가장 큰 개념이고, 유전율을 표현하는 방법으로 비 유전율과 진공에서의 유전율을 이용하는 것입니다. Dk(Dielectric Constant) 가 여기서 나오죠. 바로 비유전율이 Dielectric Constant입니다. 정리하자면,

 

비유전율 = Relative Permittivity = 유전 상수 = Dielectric Constant

 

유전 상수를 이용해서 보통 재료의 성질을 많이 표현합니다. Frequency와 관련된 재료를 사용할 때는, low Dk 재료를 사용해야 합니다. 왜냐하면 Low Dk는 재료 내의 분극이 덜 일어난다는 뜻이고 분극이 덜 일어난다는 것은 전기적 에너지를 덜 사용하는 것이므로 Input 대비 Output의 결과치가 좋게 나오는 것이죠.

 

어떠한 경우에서는 High Dk가 필요합니다. 높은 유전 상수를 가지고 있다는 것은 바로 커패시턴스의 유전체로서 전기장에 반하는 에너지를 저장할 수 있다는 것을 의미합니다. 그렇기에 Mosfet에서 gate 사이의 절연막은 High Dk 물질을 사용하는 것이 유리하죠.

 

하나의 의미인데 여러 단어로 표현하기에 헷갈릴 수 있는 부분이라고 생각합니다.  저도 처음에는 비유전율이라서 아닐 비라는 한자어로 인식해서 개념이 엄청나게 헷갈렸습니다. 전기쪽을 공부하실 때, 이해가 쉽게 가지 않으시다면 영어로 공부하는 것도 좋은 방법입니다!