芯片IC附近为啥要放0.1uF的电容?
时间:2022-08-31 06:30:00
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来源:村田中文技术社区
我们可以在电源滤波电路上看到各种电容,比如100uF、10uF、100nF、10nF容值不同。那么,如何确定这些参数呢?
数字电路运行稳定可靠,电源必须清洁,能量补充必须及时,即滤波器去耦必须良好。什么是滤波器去耦?简单地说,当芯片不需要电流时储存能量,并在需要电流时及时补充能量。
一些读者会说,这个职责不是DC/DC、LDO是的,它们可以在低频时完成,但高速数字系统则不同。
先来看看电容器。
简单来说,电容的作用就是储存电荷。众所周知,在电源中加入电容滤波,在每个芯片的电源脚上放置0.1uF电容器去耦。但是,为什么板芯片电源脚旁边的电容器是0?.1uF或者0.01uF是的,这里有什么讲究吗?
要理解这个问题,首先要了解电容器的实际特性。理想的电容器只是一个电荷存储器,即C。但是实际制造的电容并没有那么简单。在分析电源完整性时,我们常用的电容模型如图1所示:
图1电容模型
在图1中,ESR是电容串联等效电阻,ESL是电容串联等效电感,C是真正理想的电容。ESR和ESL由电容器的制造工艺和材料决定,无法消除。
那么,这两件事对电路有什么影响呢?
ESR影响电源的纹波,ESL影响电容器的滤波频率特性。
我们知道:
电容抗:
Zc=1/ωC
电感抗:
Zl=ωL,ω=2πf
实际电容的复阻抗为:
Z=ESR jωL-1/jωC=ESR j2πf L-1/j2πf C
可以看出,当频率很低时,电容器正在工作;当频率高到一定程度时,电感器的作用不容忽视;无论电感器有多高,电容器都会失去滤波器的作用。所以请记住,在高频时,电容器不是一个简单的电容器。实际电容器的滤波曲线如图2所示:
图2
如上所述,电容器的等效串联电感是由电容器的制造工艺和材料决定的。实片陶瓷电容,ESL从零点几nH到几个nH不等,包装越小,ESL就越小。
从图2可以看出,电容器的滤波曲线并不平坦,就像一个V。也就是说,它具有选频特性。有时候,我们希望它越平越好(前板级滤波器);有时候,我们希望它越尖越好(滤波器或陷波器)。
影响这一特性的是电容器的质量因素Q:
Q=1/ωCESR
ESR越大,Q曲线越小,曲线。ESR越小,Q曲线越大越尖。
通常,钽电容和铝电解相对较小ESL,而ESR因此钽电容和铝电解具有较宽的有效频率范围,非常适合前板级滤波。
也就是说,在DC/DC或者LDO输入级常用大容量钽电容器滤波。在芯片附近,放一些10uF和0.1uF陶瓷电容,陶瓷电容很低ESR。
说了这么多,0放在芯片附近的管脚处.1uF,还是0.01uF下面列出供您参考:
所以以后什么都不要放0.1uF电容。在一些高速系统中,这些0.1uF电容根本不起作用。
-END-
*黑盒实验板用于培训学生*
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