PCB 뉴스 - 과공 기생 용량과 감지

통공 자체에는 기생 잡산 용량이 있다.만약 통공 접지층의 용접 저항막의 직경이 D2, 통공 용접판의 직경이 D1, PCB 판의 두께가 T, 판기판의 개전 상수가 µ로 알려져 있다면, 통공의 기생 용량은 대체로 다음과 같다.

C=1.41μTD1/（D2-D1）

통공의 기생용량이 회로에 미치는 주요한 영향은 신호의 상승시간을 연장하고 회로의 속도를 낮추는것이다.예를 들어, 두께가 50Mil인 PCB의 경우 통공 용접판의 지름이 20Mil(구멍의 지름은 10Mils)이고 용접재 마스크의 지름이 40Mil인 경우 위의 공식을 통해 통공 기생 용량과 거의 유사할 수 있습니다.

C=1.41x4.4x0.050x0.020/（0.040-0.020）=0.31pF

이 부분의 용량으로 인한 상승 시간 변화량은 대체로 다음과 같다.

T10-90=2.2C（Z0/2）=2.2x0.31x（50/2）=17.05ps

이러한 값에서 볼 수 있듯이, 단일 구멍의 기생 용량으로 인한 상승 지연의 영향은 그다지 뚜렷하지 않지만, 구멍이 흔적선에서 여러 번 사용되어 층 사이를 전환하면 여러 구멍이 사용됩니다.설계는 반드시 자세하게 고려해야 한다.실제 설계에서는 통과 구멍과 구리 영역 (용접 방지 디스크) 사이의 거리를 늘리거나 용접 디스크의 지름을 줄여 기생 용량을 줄일 수 있습니다.

기생용량과 기생전감은 모두 통공에 존재한다.고속 디지털 회로의 설계에서 통공 기생 전감이 초래하는 위해는 왕왕 기생 용량의 영향보다 크다.그 기생 직렬 전감은 바이패스 콘덴서의 기여를 약화시키고 전체 전력 시스템의 필터 효과를 약화시킨다.우리는 다음과 같은 경험공식을 사용하여 통공의 기생전감을 간단하게 계산할수 있다.

L=5.08h[ln（4h/d）+1]

여기서 L은 통공의 감전이고 h는 통공의 길이이며 d는 중심공의 직경이다.공식에서 볼 수 있듯이 통공의 직경은 전감에 대한 영향이 매우 작지만 통공의 길이는 전감에 가장 큰 영향을 미친다.위의 예제에서 볼 수 있듯이 구멍 통과 감지는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

L=5.08x0.050[ln（4x0.050/0.010）+1]=1.015nH

신호의 상승 시간이 1ns이면 동등한 임피던스는 XL = π L/T10-90 = 3.19 μ입니다.이 임피던스는 고주파 전류가 통과할 때 더 이상 무시할 수 없다. 특히 전원 평면과 접지 평면을 연결할 때 바이패스 콘덴서가 두 개의 구멍을 통과해야 하기 때문에 구멍의 기생 감각이 기하급수적으로 증가한다는 점에 주의해야 한다.

구멍 사용 방법

이상의 과공 기생 특성에 대한 분석을 통해, 우리는 고속 PCB 설계에서 간단해 보이는 과공이 종종 PCB 회로 설계에 큰 부정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.통공 기생 효과로 인한 불리한 영향을 줄이기 위해 설계에서 다음과 같은 작업을 할 수 있습니다.

1. 원가와 신호의 질을 종합적으로 고려하여 합리적인 오버홀 사이즈를 선택한다.필요한 경우 서로 다른 크기의 구멍을 사용하는 것을 고려할 수 있습니다.예를 들어, 전원 공급 장치나 접지 오버홀의 경우 임피던스를 낮추기 위해 더 큰 크기를 사용하는 것을 고려할 수 있으며, 신호 흔적선의 경우 더 작은 오버홀을 사용할 수 있습니다.물론 구멍 크기가 줄어들면 그에 따른 비용도 증가합니다.

2.위의 두 공식은 더 얇은 PCB를 사용하는 것이 통공의 두 기생 매개변수를 줄이는 데 도움이 된다는 결론을 내릴 수 있습니다.

3.가능한 한 PCB 보드의 신호 동선의 층수를 변경하지 마십시오.즉 불필요한 오버홀을 사용하지 마십시오.

4. 전원 공급 장치와 지선의 핀은 근처에 구멍을 뚫어야 하며, 구멍과 핀 사이의 핀은 가능한 한 짧아야 한다.동등한 전기 감각을 낮추기 위해 여러 개의 구멍을 병렬로 뚫는 것을 고려한다.

5. 신호 변환 레이어의 구멍 근처에 접지 구멍을 배치하여 신호에 가장 가까운 반환 경로를 제공합니다.PCB에 일부 이중 접지 구멍을 배치할 수도 있습니다.

6.고밀도 고속 PCB 보드의 경우 마이크로 패스 구멍을 고려할 수 있습니다.