在設(shè)計電路的時候,常常會在芯片的每個電源引腳就近的放一個100nF的貼片電容,這電容有什么作用呢?今天就來和大家分享一下這個電容的作用以及為什么是100nF。
首先這個芯片電源引腳的100nF的電容一般我們稱為旁路電容,也有叫去耦電容的,因為這顆電容的作用比較多,個人覺得叫旁路和去耦電容都沒問題,我這里暫且稱為旁路電容。這個電容的作用有幾個方面:
第一:濾除電源上的高頻噪聲。
電路中給芯片供電的電源平面一般都有很多高頻的噪聲,為了使芯片的輸入電源干凈,所以一般在芯片電源引腳加一個電容濾除電源中的高頻噪聲。
第二:儲能,當負載需要瞬時電流時,電容率先為其提供電流,減小電源產(chǎn)生的波動
第三:給高頻信號提供最近的低阻抗回流路徑,減少對其它芯片電源的干擾
電流永遠是閉合的,從哪里來,就要回到哪里去,不管是電流或者位移電流的形式,高頻信號回流選擇感抗最低的路徑
?
接下來我們來探討下為什么這個電容常常是100nF。
大家可以看下電容的等效模型,他其實是可看成一個電感,電容然后還有電阻的串聯(lián),ESL稱為等效電感,ESR稱為等效電阻,C為電容的理想容值。
等效的阻抗Z=ESR+jwl+1jwc? 其中w=2Πf
那么就有那么一個頻率f=f0,使得Z=ESR,這時電容就相當于一個純電阻,整個電容這時阻抗最小,這個頻率f0我們稱為電容的諧振頻率,當信號頻率小于f0時電容呈現(xiàn)容性,電容等效于一個電阻和電容的串聯(lián),當信號頻率大于f0時電容呈現(xiàn)感性,表現(xiàn)為。電容當作高頻濾波或回路時,應(yīng)該工作在容性的條件下,因為電感對高頻信號具有阻礙作用。也就是信號的頻率應(yīng)當小于電容的諧振頻率。
下面我們來看下某廠商貼片陶瓷電容ESR隨頻率的變化曲線
這個是10nF的,最低點就是諧振頻率點的ESR,小于諧振頻率電容呈容性,大于諧振頻率電容呈感性。從圖中可以看到這個10nF電容的諧振頻率大概是60MHZ;
這個是100nF的,諧振頻率大概是15MHZ
這個是1uF的
?
因為我們常用的數(shù)字芯片其信號頻率基本都在10MHZ以下,所以電源上的干擾或者其自身產(chǎn)生的干擾信號也大概在這個范圍,所以我們的常用的經(jīng)驗值一般用100nF的電容,如果器件信號頻率比較高我們可以選擇容值小點的電容。
電容容值與頻率我們可以參考下面的
頻率范圍 |
推薦容值 |
DC-100K |
10uF以上電容 |
100K-10M |
100nF電容 |
10M-100M |
10nF電容 |
>100M |
1nF電容 |
電容放置的要求文章來源:http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-821499.html
- 盡可能靠近芯片電源引腳;
- 盡量每個電源芯片引腳都有
- 根據(jù)芯片的信號頻率修改電容的容值,多電容并聯(lián)時,容值小的越靠近芯片
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-821499.html
到了這里,關(guān)于芯片電源引腳為什么要加一個100nF電容的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容,請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)!