去耦電容器應(yīng)該如何正確放置

問

什么是去耦電容？

從最嚴(yán)格的意義上講，沒有一個(gè)特定的組件被定義為去耦電容器。相反，術(shù)語去耦電容器是指電子電路中電容器的功能。去耦電容器是用于穩(wěn)定電源平面上電壓的電容器。

在涉及半導(dǎo)體IC的任何設(shè)計(jì)中，去耦電容器是必需品。這是因?yàn)樘峁┙o組件的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠理想。與理論上描述的完美水平線不同，即使擁有最干凈的電源，實(shí)際應(yīng)用中的電壓讀數(shù)也會(huì)波動(dòng)。

去耦起到儲(chǔ)能器的作用，并以兩種方式穩(wěn)定電壓。當(dāng)電壓增加到額定值以上時(shí)，去耦電容器會(huì)吸收過多的電荷。同時(shí)，當(dāng)電壓下降時(shí)，去耦電容器釋放電荷，以確保電源穩(wěn)定。

通常，至少需要兩個(gè)不同值的耦合電容器來穩(wěn)定提供給組件VDD引腳的電壓。10 uF范圍內(nèi)的電容器可充當(dāng)較大的緩沖器，以平滑低頻波動(dòng)。高頻電壓變化通過較小的電容器（通常約為100 nF）處理。

問

為什么需要去耦電容？

有沒有想過如果在設(shè)計(jì)中跳過去耦電容會(huì)發(fā)生什么？

在沒有去耦電容的情況下，板載微控制器將無法正常工作，因?yàn)殡妷翰▌?dòng)會(huì)將其發(fā)送到掉電模式，從而使其復(fù)位。任何嘗試獲得可靠的ADC轉(zhuǎn)換的嘗試都是徒勞，因?yàn)?a href="http://wenjunhu.com/analog/" target="_blank">模擬電壓源幾乎無法穩(wěn)定。如果要將未安裝去耦電容器的PCB發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)，則由于更大的電氣噪聲，將會(huì)遇到很多奇怪的問題。

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那么，在PCB上隨意放置幾個(gè)去耦電容器是否可以解決問題？

去耦電容器的放置對(duì)于緩解電壓波動(dòng)至關(guān)重要。如果沒有將電容器放置在正確的位置，那么效果將是最小的。在某些情況下，去耦電容器的錯(cuò)誤放置本身就是一個(gè)問題，因?yàn)樗赡軙?huì)吸收耦合到銅走線上的EMI。

問

去耦電容器應(yīng)該如何正確放置？

去耦電容位置的黃金法則是最小化組件的電壓引腳和電容之間的距離。這意味著需要將去耦電容盡可能靠近IC的引腳放置。如果要設(shè)計(jì)多層PCB，則應(yīng)該將電容器放在組件焊盤下方。在單層設(shè)計(jì)中，電容器放置在靠近引腳的位置，并以短走線布線。

綜上所述，需要一個(gè)10uF和一個(gè)100 nF的電容來穩(wěn)定低頻和高頻波動(dòng)。應(yīng)將100 nF電容器放置在最靠近電壓引腳的位置，然后再放置10 uF電容器。對(duì)IC上的VDD引腳重復(fù)該過程。在某些情況下，空間不足會(huì)阻止每個(gè)引腳使用1個(gè)去耦電容器。在這種情況下，每個(gè)元件仍至少需要1個(gè)去耦電容器。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：PCB布局中去耦電容器的放置

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