一顆小小的退耦電容,引發(fā)的糾結(jié)!
一顆小小的退耦電容,引發(fā)的糾結(jié)
首先來說說退耦電容的布局布線
下圖中a-e都不對(duì)?什么原因?
如上圖,這種位置的電容,一般有兩個(gè)作用。
一是為IC電源提供瞬間工作所需的大電流(也有的叫旁路)
二是作為一種去耦的作用,即抑制IC內(nèi)部的雜訊如振蕩器的多次諧波傳到電源里而干擾其它電路的,也就是說雜訊不要傳遞到電源層或地層。
不過在此圖中已經(jīng)標(biāo)注了此電容為去耦電容。
對(duì)于第一種情況,不一定非要經(jīng)過電容后,才接到IC的電源或地引腳,但要盡量的靠近。典型的例子是BGA封的去耦合電容,一般都放在背面。盡量靠近的情況下,也要注意電容到電源和地平面的布線,越短、越粗越好;否則會(huì)引入布線電感。因瞬時(shí)電源的補(bǔ)給也是找最短阻抗路徑的,過大的分布電感會(huì)帶來不利因素。
對(duì)于第二種情況,IC的電源先經(jīng)過電容后,再接到電源或地層,這是最好的,這樣雜信先由電容去掉了,就不會(huì)到電源或地層上了。
圖中a到e里,噪聲從的地線和電源線出來的后,在到達(dá)這個(gè)退耦電容之前已經(jīng)通過過孔的支路跑到其它電路里去了,圖中的f的走法比較好。也不是說不這樣走線就一定就會(huì)出問題一定就不行了,比實(shí)際pcb走線的時(shí)候由于各種客觀原因不一定能完全滿足這個(gè)走線標(biāo)準(zhǔn),只能說盡量按圖中f的方式來。
另外再這種情況,尤其要注意不要在布線中引入過大的電感,因高頻雜信,及其高次諧波,其頻率都很高,而在高頻下,小小的電感都會(huì)帶來較大的阻抗,至高頻雜信不能由電容低阻地耦合到地,從面降低了去耦效果。
再來說說退偶電容為何大都取值104電容?
這叫去耦而非濾波,用于對(duì)付電源回路中的高頻噪聲。對(duì)于常規(guī)低速數(shù)字電路和一般模擬電路而言,其工作頻率不算高,104電容的頻譜特性已經(jīng)可以滿足,而頻譜特性可以滿足時(shí),容量越大越好,所以這些電路多用104的去耦電容。不過容量越大的電容,其ESL也越大,高頻特性也就越不好,高頻電路去耦時(shí)就需要用到小容量的去耦電容,對(duì)于GHz級(jí)的電路,去耦電容甚至需要用到10pF量級(jí)的,這時(shí)往往采用多種不同容量的電容并聯(lián)來去耦。
還可以引申到各種電路上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電容,對(duì)于電容取值可以不用去關(guān)心去耦和濾波的區(qū)別。這個(gè)是去耦電容也好,濾波電容也好,是為了濾除電源上的噪聲的。
對(duì)于音頻等低頻,一般需要再并聯(lián)更大容量的電解電容。
對(duì)于數(shù)字電路,104就可以了。
對(duì)于高頻電路,一般需要104、102、100P、10P等多個(gè)電容并聯(lián)。
和電容的等效電路有關(guān),和頻率有關(guān)。比如39P適合900MHz,10P適合1800MHz。