High impedance

전자회로에서 High Impedance(하이 임피던스, 줄여서 Hi-Z)란, 신호선에 거의 전류를 흘리지 않는, 사실상 회로에서 분리된 것 같은 상태

LOW	0V로 연결됨	선을 GND에 꽉 붙임
HIGH	전원으로 연결됨	선을 VCC에 꽉 붙임
High-Z	아무 것도 연결 안 됨	손을 아예 뗀 상태

HIGH도 아니고 LOW도 아닌 상태 = High-Z

 

임피던스가 크다는 건 전류가 거의 흐르지 않는다, 신호선에 영향을 거의 주지 않는다

 

High-impedance(Hi-Z)가 전압도 “전혀 안 걸리고(open) 상태인가? 

🔹 전류를 거의 못 흘리는 거의 열린 회로(open-circuit) 상태가 맞다.

🔹 전압이 없다는 뜻은 아니다. 상황에 따라 어떤 전압이든 떠 있을 수 있음 (floating)

 

Hi-Z 상태란

• 전류도 거의 안 흐르고
• 입력저항이 매우 큼
• 그래서 외부 회로나 풀업저항이 전압을 결정함

출력이 HIGH도 아니고 LOW도 아니며, 특정 전압으로 “밀어주지도, 잡아주지도 않는 상태”

그래서 그 노드는 

• 주변 회로 누설
• 정전용량
• 주변 전기장
• 풀업/풀다운 저항
• 외부 기기

등에 따라 임의의 전압을 갖게 될 수 있음

 

 

High impedance는 언제 쓰이는가? 

 

1. 여러 장치가 하나의 선을 공유할 때

예: I²C 버스, GPIO, 삼상 버스, Tri-state bus

• 한 장치만 신호를 내보내야 하고
• 나머지는 High-Z로 “조용히” 있어야 함

그래야 충돌이 안 남

 

예를 들어 두 장치가 동시에  하나는 HIGH, 하나는 LOW를 강제로 걸면 → 쇼트 위험 

 

2. Tri-state 출력(3-state output)

 

출력 모드가 3가지( HIGH, LOW, High-Z)

그래서 “Tri-state”라고 부름

메모리 버스, MCU 외부버스 등에 필수

 

Open drain은 high 임피던스인가 ?

 

open-drain 구조는 Low는 강하게 끌어내리지만(Pull-Down), High는 “아무것도 안함(High-Z)”

논리 0 출력 -> 내부트랜지스트 ON -> GND 연결 -> Low 강제 출력

논리 1 출력 -> 내부트랜지스터 OFF -> 회로에서 분리됨 -> High-Z 상태

 

따라서 open drain의 경우 high 전압을 만들어 주기 위해 외부 pull-up 저항이 필요하다. 

Vcc ---[pullup 저항]--- Output Pin --- Open-Drain 트랜지스터 --- GND

• 트랜지스터 OFF → 전류 안 흘러감 → 저항 양단 전압 강하 없음 → 핀 전압 = Vcc (High)
• 트랜지스터 ON → GND로 연결 → 핀 전압 = 0V (Low)