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去耦电容在集成电路电源和地之间有两个作用


基础电容知识总结
从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前的正常工作。这就是耦合。
        去藕电容就是起到一个电池的作用,驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来定。
        旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
        去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声不起作用。1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。 分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式,在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。这种电容的容量很小,但可能对电路形成的影响。在对印制板进行设计时要考虑这种影响,在工作频率很高的时候。也成为寄生电容,制造时会产生,只是大小的问题。布高速PCB时,过孔可以减少板层电容,但会增加电感。 分布电感是指在频率提高时,因导体自感而造成的阻抗增加.
        电容器选用及使用注意事项: 1,一般在低频耦合或旁路,电气特性要求较低时,可选用纸介、涤纶电容器;在高频高压电路中,应选用云母电容器或瓷介电容器;在电源滤波和退耦电路中,可选用电解电容器。 2,在振荡电路、延时电路、音调电路中,电容器容量应尽可能与计算值。在各种滤波及网(选频网络),电容器容量要求;在退耦电路、低频耦合电路中,对同两级精度的要求不太严格。 3,电容器额定电压应高于实际工作电压,并要有够的余地,一般选用耐压值为实际工作电压两倍以上的电容器。 4,优先选用绝缘电阻高,损耗小的电容器,还要注意使用环境。
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