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為何IC需要自己的去耦電容?你了解未必清楚!

發(fā)布時間:2015-01-12 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】研發(fā)人員或許對書本上的知識很是了解,但是很多書本以外的衍生的深層次原因卻是不了解的,比方說大家都知道設(shè)計IC時候需要加IC自己的去耦電容,但是為什么要加呢?恐怕是要難倒一大批的工程師們。那到底為何IC需要自己的去耦電容?
 
問:輸入和輸出,或者為什么需要電容?
 
答:為了保證高頻輸入和輸出。(這不是說電容能跳Hokey Cokey。)
 
每個集成電路(IC)都必須使用電容將各電源引腳連接到器件上的地,原因有二:防止噪聲影響其本身的性能,以及防止它傳輸噪聲而影響其它電路的性能。
去耦電容
電力線就像天線一樣,可能會拾取其它地方的高頻(HF)噪聲,然后通過電場、磁場、電磁場和直接傳導(dǎo)等方式耦合到系統(tǒng)中。電源端的高頻噪聲會影響許多電路的性能,因此,必須將IC電源上存在的任何高頻噪聲短接到地。為實現(xiàn)噪聲短接,我們不能使用導(dǎo)體,因為它會造成直流短路,燒毀保險絲,但可以使用電容(通常為1nF至100nF),它不僅能隔直,而且能實現(xiàn)高頻噪聲的短路連接。
 
1cm導(dǎo)線或PC走線具有大約8nH的電感(5Ω、100MHz時),很難形成短路。用作 高頻短路的電容必須具有較低的引線和PC走線電感,因此,各電源電容必須非??拷ヱ畹腎C的兩個引腳。選擇內(nèi)部電感較低的電容也很重要,通常使用陶瓷電容。
 
許多IC中的電路會在電源端產(chǎn)生高頻噪聲,這種噪聲也必須通過跨接在電源上的電容進行短路,以免破壞系統(tǒng)的其它部分。同樣,引線和PC走線的長度至關(guān)重要:一方面,長引線會充當(dāng)電感,使短路不夠理想;另一方面,長導(dǎo)體會充當(dāng)天線,通過電場、磁場和電磁場等方式將高頻噪聲傳輸?shù)较到y(tǒng)的其它部分。
 
因此,每個IC的每個電源引腳都應(yīng)通過電感非常低的電容連接到IC的地引腳,地引腳可能有多個,必須利用較寬的低電感PC走線將所有地引腳接合在一起,使之成為單個低阻抗等電位星型接地點,這一點非常重要。
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