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芯片IC附近为啥要放0.1uF的电容?看完秒懂~

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发表于 2021-2-4 14:44:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
芯片IC附近为啥要放0.1uF的电容?看完秒懂~
      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,简单的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。

      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的或者0.01uF的,有什么讲究吗?

       要搞懂这个道道就要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。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
      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,没法消除。那这两个东西对电路有什么影响?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起作用,而频率高到一定程度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。
图2
     上面说了,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中看出,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),而有时候希望它越尖越好(滤波或陷波)。
     影响这个特性的是电容的品质因素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。
说了那么多,那到底在靠近芯片的管脚处放置0.1uF还是0.01uF?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,有些高速系统中这些0.1uF的电容根本就起不了作用。
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发表于 2021-2-4 16:28:29 | 显示全部楼层
这个文章知识很基础,但是会有些板子漏掉
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发表于 2021-4-13 17:00:10 | 显示全部楼层
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,幸运飞艇新疆时时彩也就是滤波去耦一定要好。什么是滤波去耦,简单的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
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发表于 2021-5-15 11:09:15 | 显示全部楼层
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发表于 2021-8-23 20:45:14 | 显示全部楼层
挺好啊挺好












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