PCB 뉴스 - 고속 PCB 설계에서 콘덴서의 역할

섹션 1: 콘덴서의 분류

콘덴서는 회로 설계에서의 응용에 따라 분류한다.콘덴서는 다음과 같은 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

제1류: 교류 결합 콘덴서.주로 Ghz 신호의 AC 결합에 사용됩니다.

두 번째 유형: 디커플링 콘덴서.그것은 주로 고속 회로 기판의 전원이나 접지의 소음을 차단하는 데 쓰인다.

클래스 3: 소스 또는 소스 없는 RC 필터 또는 주파수 선택 네트워크를 위한 커패시터.

네 번째 유형: 아날로그 적분기와 샘플링 유지 회로에 사용되는 콘덴서.

이 글에서 우리는 주로 두 번째 유형의 디커플링 콘덴서를 토론할 것이다.

콘덴서는 재료와 제조 공정에 따라 분류되며 주로 다음과 같은 다양한 형태의 콘덴서가 있습니다.

1. NPO 세라믹 콘덴서

2. 폴리스티렌 세라믹 콘덴서

3. 폴리프로필렌 콘덴서

4. 폴리테트라플루오로에틸렌 콘덴서

5.MOS 콘덴서

6. 폴리카보네이트 콘덴서

7. 폴리에스테르 콘덴서

8. 단일 세라믹 콘덴서

9. 운모 콘덴서

10. 알루미늄 전해 콘덴서

11. 탄탈럼 전해축전기

실제 설계에서 가격과 구매 등 여러 가지 이유로 자주 사용하는 콘덴서는 세라믹 콘덴서, 알루미늄 전해질 콘덴서, 탄탈륨 콘덴서이다.

섹션 2: 콘덴서의 구체적인 모델 및 분포 매개변수

콘덴서를 정확하고 합리적으로 응용하기 위해서는 당연히 콘덴서의 구체적인 모델과 모델의 각 분포 파라미터의 구체적인 의미와 기능을 이해해야 한다.다른 구성 요소와 마찬가지로 실제 용량은 이상적인 용량과 다릅니다.그 포장, 재료 등의 영향으로 인해"진실"콘덴서는 추가적인 전기 감각과 저항 특성을 가지고 있으며, 반드시 추가"기생"콘덴서를 사용해야 한다.부속품 또는"비이상적인"성능으로 표징하는데, 그 표현 형식은 저항 부속품과 감지 부속품, 비선형 및 매체 저장 성능이다"콘덴서 모델은 다음과 같습니다. 이러한 기생 부품은 콘덴서의 특성을 결정하기 때문에 일반적으로 콘덴서 제조업체의 제품 설명에 자세히 설명되어 있습니다. 각 응용 프로그램의 이러한 기생 효과를 이해하면 올바른 콘덴서 유형을 선택하는 데 도움이 될 것입니다.

위의 그림에서 우리는 콘덴서가 실제로 6 개의 부분으로 구성되어야한다는 것을 알 수 있습니다.자체 커패시터 C 외에도 다음 부품이 있습니다.

1. 등가 직렬 저항 ESR RESR: 콘덴서의 등가 직렬 저항은 콘덴서의 핀 저항과 직렬 콘덴서 두 극판의 등가 저항으로 구성된다.큰 AC 전류가 콘덴서를 통과하면 RESR로 인해 콘덴서가 에너지를 소모하게 됩니다 (따라서 손실이 발생).이것은 고문파 전류를 가진 무선 주파수 회로와 전원 디커플링 콘덴서에 심각한 결과를 가져옵니다.그러나 정밀도가 높고 임피던스가 적은 아날로그 회로에는 큰 영향을 미치지 않습니다.RESR에서 가장 낮은 콘덴서는 운모 콘덴서와 박막 콘덴서이다.

2. 등가 직렬 감지 ESL, LESL: 콘덴서의 등가 직렬 감지는 콘덴서의 핀 감지와 콘덴서가 직렬된 두 극판의 등가 감지로 구성된다.RESR과 마찬가지로 LESL은 무선 또는 고주파 작업 환경에서도 정밀 회로 자체가 직류 또는 저주파 조건에서 정상적으로 작동하지만 심각한 문제가 있습니다.그 이유는 변환 주파수가 수백 메가헤르츠나 기가헤르츠로 확장될 때 정밀 아날로그 회로에 사용되는 트랜지스터가 여전히 이득을 가지고 있으며 감응 값이 매우 낮은 공명 신호를 증폭시킬 수 있기 때문이다.이것은 이 회로의 전원 단자가 고주파 조건에서 적당히 결합하는 주요 원인이다.

3. 동등한 병렬 저항 EPR RL: 이것이 우리가 일반적으로 말하는 콘덴서 누출 저항입니다.RL은 AC 결합 응용프로그램, 스토리지 응용프로그램(예: 아날로그 적분기, 샘플링 유지 장치) 및 고임피던스 회로에서 커패시터를 사용할 때 중요한 매개 변수이므로 이상적인 커패시터의 전하가 외부 전류에만 따라 변경되어야 합니다.그러나 실제 콘덴서의 RL은 RC 시간 상수로 결정되는 속도로 전하가 천천히 누출됩니다.

4.두 개의 매개 변수RDA와 CDA도 콘덴서의 분포 매개 변수이지만 실제 영향은 상대적으로 작습니다. 여기서 설명하지 않겠습니다.따라서 용량에는 ESR, ESL, EPR이라는 세 가지 중요한 분포 매개변수가 있습니다.가장 중요한 것은 ESR과 ESL입니다.실제로 콘덴서 모델을 분석할 때 RLC만 사용하여 모델을 단순화합니다. 즉, 콘덴서의 C, ESR 및 ESL을 분석합니다.다음 주에 우리는 콘덴서의 간소화 모델을 중점적으로 토론할 것이다.

5. 아래의 상세한 모형을 소개하는 기초에서 우리는 우리가 설계에서 흔히 사용하는 두가지 축전기에 대해 이야기한다.

6. 탄탈륨 콘덴서와 알루미늄 콘덴서와 같은 전해 콘덴서는 대용량을 가진다.이들은 격리 저항이 낮기 때문에, 즉 동등한 병렬 저항 EPR이 작기 때문에, 누전류가 매우 크다 (일반적으로 5-20nA/1/4F). 따라서 저장과 결합에 적합하지 않다.전해 콘덴서는 전원의 바이패스 콘덴서에 더 적합하며 전원을 안정시키는 데 사용됩니다.AC 결합 및 전하 저장에 가장 적합한 콘덴서는 PTFE 콘덴서와 기타 폴리에스테르(폴리프로필렌, 폴리스티렌 등) 콘덴서이다.

7.단일 세라믹 콘덴서는 매우 낮은 등가 직렬 감지, 즉 등가 직렬 감지 ESL이 매우 작고 넓은 디커플링 주파수 대역을 가지고 있기 때문에 고주파 회로의 디커플링 콘덴서에 더 적합합니다.이것은 그의 구조와 매우 큰 관계가 있다.단일 세라믹 콘덴서는 직렬로 얽힌 것이 아니라 모선과 평행하게 배열된 여러 층 사이의 금속막과 세라믹막으로 구성되어 있다.속하다

8. 이번 주에 우리는 콘덴서의 상세한 등효 모형을 토론했다.나는 모든 사람이 콘덴서에 대해 더 깊이 이해해야 한다고 믿는다.다음 주에는 실제 분석 응용 프로그램에서 자주 사용되는 콘덴서의 단순화 등효물에 대해 계속 논의 할 것입니다.모델, 그리고 그의 임피던스 곡선의 기원과 의미.

이상은 고속 PCB 설계에서 콘덴서의 역할에 대한 소개입니다.Ipcb는 PCB 제조업체 및 PCB 제조 기술에도 제공됩니다.