1如何在PCB板上合理选择与安放电容研究院：宋晓燕2010.10.112目录如何在PCB板上合理选择与安放电容.................................................................................1目录...........................................................................................................................................2?电源噪声的起因及危害...........................................................................................3?实际电容的特性.......................................................................................................3?电容的去耦半径.......................................................................................................4?电源噪声的余量分析...............................................................................................6?电源阻抗设计...........................................................................................................7?如何使目标阻抗达到要求.......................................................................................8?电容的摆放.............................................................................................................10?电容的安装.............................................................................................................10?并联去耦电容的布局问题.....................................................................................12附录A.....................................................................................................................14附录B.....................................................................................................................153?电源噪声的起因及危害造成电源不稳定的根源在于两个方面：一是器件高速开关状态下，瞬态的交变电流过大；二是电流回路上存在的电感。从表现形式上来看又可以分为三类：①同步开关噪声（SSN），地弹现象（参考附录A）也可归于此类；②谐振及边缘效应；③非理想电源阻抗影响。本文重点分析第三点非理想电源阻抗造成的影响。我们先了解一下电容的一些特性再继续非理想电源阻抗的分析。?实际电容的特性实际的电容器总会存在一些寄生参数，这些寄生参数在低频时表现不明显，但是高频情况下，其重要性可能会超过容值本身。图1是实际电容器的SPICE模型，图中，ESR代表等效串联电阻，ESL代表等效串联电感或寄生电感，C为理想电容。（图1）等效串联电感（寄生电感）无法消除，只要存在引线，就会有寄生电感。这从磁场能量变化的角度可以很容易理解，电流发生变化时，磁场能量发生变化，但是不可能发生能量跃变，表现出电感特性。寄生电感会延缓电容电流的变化，电感越大，电容充放电阻抗就越大，反应时间就越长。等效串联电阻也不可消除的，很简单，因为制作电容的材料不是超导体。对于图1的电容模型，其复阻抗为：Z=ESR+j2πfESL+1/(j2πfC)当频率很低时，2πfESL远小于1/2πfC，整个电容器表现为电容性，当频率很高时，2πfESL大于1/2πfC，电容器此时表现为电感性，因此“高频时电容不再是电容”，而呈现为电感。当f0=1/[2π(ESL*C)?]时，2πfESL=1/2πfC。此时容性阻抗矢量与感性阻抗之差为0，电容的总阻抗最小，表现为纯电阻特性。该频率点就是电容的自谐振频率。自谐振频率点是区分电容是容性还是感性的分界点，高于谐振频率时，“电容不再是电容”，因此退耦作用将下降。因此，实际电容器都有一定的工作频率范围，只有在其工作频率范围内，电容才具有很好的退耦作用，使用电容进行电源退耦时要特别关注这一点。寄生电感（等效串联电感）是电容器在高于自谐振频率点之后退耦功能被消弱的根本原因。图2（参4考TaiyoYuden公司资料）是多种电容器的不同频率特性。（图2）电容的自谐振频率值和它的电容值及等效串联电感值有关，使用时可查看器件手...
