为什么需要使电容器尽可能靠近器件?


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只是一个简单的问题:将电容器尽可能靠近耗电设备的引脚放置的真正原因是什么?是PCB线路或导线的电感,电阻或阻抗会影响电荷吗?


这是一个足够有效的问题,我不理解这个缺点:并非每个人都天生就有去耦电容之谜的知识,而且存在太多错误信息,仅通过搜索电容就可以得出确定的答案。网络。
Anindo Ghosh

我在这里详细讨论去耦帽:electronics.stackexchange.com/a/15143/4512
Olin Lathrop 2014年

Answers:


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那是电感,

抵抗性

也许是PCB走线的阻抗

或电线

会影响电荷吗?

嗯..它影响电流,而不是电荷。从电容器到去耦设备的电流必须满足尽可能小的“障碍”。

器件在开关时可能具有巨大的浪涌电流,并且不将这种浪涌电流去耦,再加上布线的电阻/电感会导致电源电压降至最低工作电源电压以下。去耦帽可以防止这种情况的发生。通过保持环路小,低电感,低电阻,电容器可以将浪涌电流与实际电源隔离,该电源的走线/引线更长,并且具有较高的阻抗。


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这就是科技孩子向极客父亲提问的方式。我很喜欢这个。对对对 !
标准桑顿2014年

也许您应该添加一些关于您如何认为走线阻抗(我认为正确的术语是“特性阻抗”)的问题?走线的长度不会改变特性阻抗。
罗尔夫·奥斯特加德2014年

@Rolf:除非您的终端匹配磁道特性阻抗(使用去耦电容器的终端不会匹配),否则长度非常重要。包括反射在内的有效阻抗取决于频率,并且在某些频率下,电容器+走线会变成电感器。轨道越长,开始出现的频率越低。史密斯圆图旨在可视化此效果。
Ben Voigt 2014年

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这是BS规范(假设您正在谈论现代数字IC的旁路电容)。“越近越好”简直是胡说八道。谁定义“可能”?

当我们在数据表中看到类似内容时,我们都应该抗议。

我们需要看到的是实际需求。就像从DC到最大频率的最大阻抗-或类似的东西(我在这里写过)。

假设您使用的是两个紧密耦合的固体电源层(到目前为止,这是在用于现代数字部件的PCB上进行体面电源分配的最简单方法),则距离在典型情况下并不重要。

惊讶吗 这实际上是老新闻。在20年前左右有据可查。

将紧密耦合的电源平面对视为非常宽的传输线(非常低的阻抗)。请记住,分立电容器的谐振频率约为100MHz或更低。

在此处输入图片说明

如果您想起从带宽到上升时间的公式:BW = 0.35 / t_r,显然分立电容器的“上升时间”约为3.5ns或更长。这相当于在板上超过50厘米。大多数电路板的大小都小于或等于该尺寸,因此在电路板上的几乎任何地方都可以。

与电容器及其安装的电感相比,这些平面的电感实际上为零。

固态Cu平面的电阻也非常低,但是如果您使用电压非常低的部分(例如1.2V)且功耗很高(例如10A),则不仅要考虑旁路,还要考虑DC方面的问题。例)。

如果您不满意我所寻找的答案,请随时详细说明您的问题?我可以谈论几个小时。但最重要的是:

在典型情况下,距离无关紧要


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如果是典型情况,则是指具有专业布局的4层板。我怀疑这实际上不是问这个问题的人的典型情况。木板很可能是一层,是在家里制造的,甚至没有印刷过,而是条板或面包板。在这些情况下,电源轨的电感会更大比任何电容电感。
Phil Frost 2014年

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确实没有办法知道。这就是为什么我非常小心地添加我在答案中所做的假设的原因:“假设您使用的是两个紧密耦合的固体电源层”
罗夫·奥斯特加德

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值得一提的是,在某些情况下,电流流经较长的PCB轨道会导致“其他”芯片受到干扰,即承受较大浪涌的主芯片在一定距离处可能仍然可以,但其他(可能更敏感的电路)可能不在同一条电源线上。

当电容器没有放置在尽可能靠近承受电流浪涌的设备附近时,辐射和传导发射也会成为问题。

当“铜”馈入芯片具有相当大的电感时,在稳压器上也存在一个较小的/较小的缺点(例如)。在加电情况下,线路电感和非常本地的电容器可以形成谐振调谐电路,并且电容器两端的电压可能会在短时间内瞬间升高到器件的最大额定电压之上(尽管正常的供电电压水平完全可以接受)。通过使电容器不那么靠近或不具有能够混淆谐振主峰的分布式电容,可以在某种程度上缓解这种情况。就像我说的那样很少。


是否通过将电容器放置在芯片之外而不是放置在芯片与其电源之间的走线中来缓解电压尖峰?
Ben Voigt 2014年

那是一个棘手的问题
Andy又名
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