首页/文章/ 详情

为什么芯片电源引脚要加一个100nF电容

23分钟前浏览10
在设计电路的时候,常常会在芯片的每个电源引脚就近的放一个100nF的贴片电容,这电容有什么作用呢?今天就来和大家分享一下这个电容的作用以及为什么是100nF。

首先这个芯片电源引脚的100nF的电容一般我们称为旁路电容,也有叫去耦电容的,因为这颗电容的作用比较多,个人觉得叫旁路和去耦电容都没问题,我这里暂且称为旁路电容。这个电容的作用有几个方面:

第一:滤除电源上的高频噪声。

电路中给芯片供电的电源平面一般都有很多高频的噪声,为了使芯片的输入电源干净,所以一般在芯片电源引脚加一个电容滤除电源中的高频噪声。

第二:储能,当负载需要瞬时电流时,电容率先为其提供电流,减小电源产生的波动

第三:给高频信号提供最近的低阻抗回流路径,减少对其它芯片电源的干扰

电流永远是闭合的,从哪里来,就要回到哪里去,不管是电流或者位移电流的形式,高频信号回流选择感抗最低的路径

接下来我们来探讨下为什么这个电容常常是100nF。

大家可以看下电容的等效模型,他其实是可看成一个电感,电容然后还有电阻的串联,ESL称为等效电感,ESR称为等效电阻,C为电容的理想容值。

等效的阻抗Z=ESR+jwl+1jwc  其中w=2Πf

那么就有那么一个频率f=f0,使得Z=ESR,这时电容就相当于一个纯电阻,整个电容这时阻抗最小,这个频率f0我们称为电容的谐振频率,当信号频率小于f0时电容呈现容性,电容等效于一个电阻和电容的串联,当信号频率大于f0时电容呈现感性,表现为。电容当作高频滤波或回路时,应该工作在容性的条件下,因为电感对高频信号具有阻碍作用。也就是信号的频率应当小于电容的谐振频率。

下面我们来看下某厂商贴片陶瓷电容ESR随频率的变化曲线

这个是10nF的,最低点就是谐振频率点的ESR,小于谐振频率电容呈容性,大于谐振频率电容呈感性。从图中可以看到这个10nF电容的谐振频率大概是60MHZ;

这个是100nF的,谐振频率大概是15MHZ

这个是1uF的

因为我们常用的数字芯片其信号频率基本都在10MHZ以下,所以电源上的干扰或者其自身产生的干扰信号也大概在这个范围,所以我们的常用的经验值一般用100nF的电容,如果器件信号频率比较高我们可以选择容值小点的电容。

电容容值与频率我们可以参考下面的

频率范围

推荐容值

DC-100K

10uF以上电容

100K-10M

100nF电容

10M-100M

10nF电容

>100M

1nF电容

电容放置的要求

尽可能靠近芯片电源引脚;

尽量每个电源芯片引脚都有

根据芯片的信号频率修改电容的容值,多电容并联时,容值小的越靠近芯片

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。

原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_42693097/article/details/127719675


声明:


 
声明:文章来源CSDN小鱼教你模数电。本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立,推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有,如有侵权,联系删除。  

来源:硬件笔记本
电源电路电子芯片储能
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-11-21
最近编辑:23分钟前
硬件笔记本
本科 一点一滴,厚积薄发。
获赞 157粉丝 46文章 693课程 0
点赞
收藏
作者推荐

MOS栅极-源极的下拉电阻作用

MOSFET栅极-源极的下拉电阻有什么作用?米勒电容:在栅极(G)和漏极(D)之间的一个寄生电容。当MOSFET关断时,米勒电容的存在,会使MOS管的Vds产生一个电压从接近0(饱和压降)到母线的变化过程,这个电压变化率就是“dv/dt”,然而电容就是电压变化发生作用的器件,电压在电容两端变化,即产生电流“i”。GS之间有一层绝缘体,也就是二氧化硅(SiO2),因此G-S之间就是高阻抗(几十到几百兆不等),一旦驱动异常,它可能会通过米勒电容的电流给G-S充电,小电流高阻抗可能对应着高电压,栅极电压被充电,当超过门槛电压“Vgs(th)”,就会导致MOSFET重新开通,这是十分危险的情况。可以看这个反激电源拓扑的MOSFET驱动,它就是米勒电容电流通过驱动芯片内部下拉低阻回路进行释放,避免栅极被充高而误导通。在这里我们就知道了,驱动芯片内部已经存在泄放下拉电阻,但如果驱动电阻Rg在以外情况下开路或者没有连接,那么下拉电阻(R8)就可以给米勒电容提供泄放路径,让MOS管G-S之间保持低阻抗,稳定安全状态。这就是下拉电阻的重要作用了。下拉电阻还有另一个作用:预保护电阻我们知道MOS管G-S是高阻抗,这也是为什么它是 ESD敏感器件的原因。它的高电压施加在门极不易泄放,累积过程会损坏G-S极之间那层二氧化硅,导致器件失效。因此,下拉电阻还兼顾了功耗和实际泄放效果。一般这个电阻选值在中小功率电源中(0~500W)选择大概10K-20K,大功率电源选择4.7K~10K。 声明: 声明:本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立,推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有,如有侵权,联系删除。 来源:硬件笔记本

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈