当前位置:主页 > 国产替代 >

芯片IC附近为啥要放0.1uF的电容-昊海鑫科技

来源:昊海鑫 时间:2021-06-15 09:52

  我们在电源滤波电路上可以看到各种各样的电容,比如100uF、10uF、100nF、10nF不同的容值。那么,这些参数是如何确定的呢?

数字电路要运行稳定可靠,电源一定要“干净”,并且能量补充一定要及时,也就是滤波去耦一定要好。什么是滤波去耦?简单地说,就是在芯片不需要电流的时候存储能量,在需要电流的时候又能及时地补充能量。

有读者看到这里会说,这个职责不是DC/DC、LDO的吗?对,在低频的时候它们可以搞定,但高速的数字系统就不一样了。

下面,我们先来看看电容。

电容的作用,简单来说就是存储电荷。我们都知道,在电源中要加电容滤波,在每个芯片的电源脚放置一个0.1uF的电容去耦。但是,怎么有些板子芯片的电源脚旁边的电容是0.1uF或者0.01uF的,这里有什么讲究吗?

要搞懂这个问题,就要先了解电容的实际特性。理想的电容它只是一个电荷的存储器,即C。而实际制造出来的电容,却不是那么简单了。分析电源完整性的时候,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是电容的串联等效电阻,ESL是电容的串联等效电感,C才是真正的理想电容。ESR和ESL是由电容的制造工艺和材料决定的,没办法消除。
 
那么,这两个东西对电路有什么影响呢?
 
ESR影响电源的纹波,ESL影响电容的滤波频率特性。
 
我们知道:
 
电容的容抗:
 
Zc=1/ωC
 
电感的感抗:
Zl=ωL,ω=2πf
 
实际电容的复阻抗为:
 
Z=ESR+jωL-1/jωC=ESR+j2πf L-1/j2πf C
 
可见,当频率很低的时候,是电容在起作用;而频率高到一定程度时,电感的作用就不可忽视了;再高的时候,电感就起主导作用了,电容就失去滤波的作用了。所以记住,高频的时候,电容就不是单纯的电容了。实际电容的滤波曲线如图2所示:

 

 

 
如上面所述,电容的等效串联电感是由电容的制造工艺和材料决定的。实际的贴片陶瓷电容,ESL从零点几nH到几个nH不等,封装越小,ESL就越小。
 
从图2可以看出,电容的滤波曲线并不是平坦的,它像一个V。也就是说,有选频特性。有时候,我们希望它越平越好(前级的板级滤波);而有时候,则希望它越尖越好(滤波或陷波)。
 
影响这个特性的,就是电容的品质因素Q:  
 
Q=1/ωCESR
 
ESR越大,Q就越小,曲线就越平坦。反之,ESR越小,Q就越大,曲线就越尖。
 
通常情况下,钽电容和铝电解有比较小的ESL,而ESR大,所以钽电容和铝电解具有很宽的有效频率范围,非常适合前级的板级滤波。
 
也就是说,在DC/DC或者LDO的输入级,常常用较大容量的钽电容来滤波。而在靠近芯片的地方,放一些10uF和0.1uF的电容来去耦,陶瓷电容有很低的ESR。
 
说了这么多,到底在靠近芯片的管脚处放置0.1uF,还是0.01uF呢?下面列出来给大家参考:
 

 

 

 

 

 
所以,以后不要见到什么都放0.1uF的电容。有的高速系统中,这些0.1uF的电容根本就起不了作用。
 

TPOWER天源中芯代理商|winbond华邦代理商|3peak思瑞浦代理商|INJOINIC英集芯代理商|EON宜扬代理商|MAXIM美信代理商|Holtek合泰代理商|Xilinx赛灵思代理商|Microchip微芯代理商|MPS芯源代理商|模拟IC|国产MCU|电源芯片|IC代理商|IC供应商|深圳IC|IC代理|一级代理商-找昊海鑫科技(微信/电话:18676367856 QQ:1289315967 陈功)

 

 

相关文章

Copyright © 2005-2010 All rights reserved 深圳市昊海鑫科技有限公司 粤ICP备18143393号CNZZ()

地址:广东省深圳市宝安区西乡街道固戍社区宝源路北侧宝港中心411电话:0755-33561021

传真:0755-85298357邮箱:haixinkeji@163.com技术支持:昊海鑫科技

深圳最专业的IC代理商,IC供应商,TPOWER代理商,英集芯代理商,3PEAK代理商,帝奥微代理商,纳芯微代理商,EON代理商,Winbond代理商.你身边最优秀的IC供应商合作伙伴

升邦科技官方微信

升邦科技官方微信 扫一扫立即加关注
点击这里给我发消息 销售一部
点击这里给我发消息 销售二部
点击这里给我发消息 销售三部
点击这里给我发消息 技术支持