PCB科技 - PCB佈局中的寄生電容介紹

寄生電容本身不是電容，根據電容原理可以知道，電容是由兩個極板和絕緣介質組成的，那麼寄生電容是不可避免的。 寄生電容通常是指電感器繞組之間、晶片引脚之間以及功率電晶體引脚之間在高頻下表現出的電容特性。

寄生電容通常是指電感器、電阻器、晶片引脚等在高頻下的電容特性。 事實上，一個電阻器相當於一個電容器、一個電感器和一系列電阻器，在低頻情况下效能不是很明顯，而在高頻情况下，等效值會新增，不容忽視。 在計算中，我們必須考慮到。 ESL是等效電感，ESR是等效電阻。 無論是電阻、電容、電感，還是二極體、電晶體、MOS管和IC，我們都必須考慮它們在高頻情况下的等效電容和電感。

PCB板由多個並聯的導體組成，如跡線，由絕緣體隔開。 這些跡線與介電材料一起形成電容器，導致不需要的寄生電容或雜散電容效應。

PCB中的寄生元件可以是寄生電容、寄生電阻和寄生電感。 當跡線接近時，寄生電容效應在高頻板中尤為突出。 這種效果是完全不必要的，會影響設備的功能。 它可能會導致串擾、EMI和信號完整性等問題。 處理高頻、高資料速率和混合訊號板的PCB設計人員在設計PCB佈局時必須考慮寄生電容和電感效應。

寄生電容是導體的固有特性。 它是每組織電位變化的存儲量。 寄生電容的計算公式為C=q/v。其中，C是以法拉為組織的電容，v是以伏特為組織的電壓，q是以庫侖為組織的電荷。

對於不隨時間變化的恒定電信號，dv/dt=0，這意味著電勢沒有變化； 囙此i＝0。

如果電路回路中有電容器，dv/dt將收斂到一個固定值，即電位變化並產生電流； 囙此，i為0。

跡線電容計算

平行板電容器的電容由C=（kA/11.3d）pF給出。其中C是電容，A是板的面積，組織為cm 2，k是板資料的相對電容率，d是板之間的距離，組織為釐米。

高頻PCB寄生元件的建模。

寄生電容效應是高頻電路板中的一個問題。 在低頻操作中，寄生組件可以忽略不計，因為它們不會真正影響系統功能。 電路板上的每個焊盤都有其寄生電容，每個跡線都有寄生電感。 該焊盤還會新增寄生電阻，從而刺激IR損耗。 寄生電容可能存在於PCB、裸板、PCBA、組裝板和組件封裝中的導體之間，特別是表面貼裝器件（SMD）。

由於固有電容器板具有電勢差，囙此電流有機會流動。 電容器極板之間是否儲存電荷並不重要； 在存在電勢差之前，電流不會流動。 一旦該電勢差新增，對於對信號完整性產生負面影響的所需訊號路徑，可以觀察到電子流到負載的相應减少。

雜散電容和寄生電容有什麼區別？

術語雜散電容通常與寄生電容互換使用。 然而，寄生電容表明它會阻礙電路運行，雜散電容表明了如何引入不需要的電容。

什麼是雜散電容？

由於兩個PCB導體之間形成的虛擬電容以及周圍環境的影響，雜散電容並不總是被感測到。 囙此，它被稱為雜散電容。

PCB中的寄生電阻是多少？

寄生電阻沿著跡線串聯連接，或者作為導電元件之間的分流器存在。

PCB中的寄生電感是什麼？

寄生電感沿著跡線存在，表現出存儲和耗散電能的行為，就像實際的電感器一樣。 所有導體都是電感性的，在高頻下，即使是相對較短的電線或PCB跡線的電感也可能很重要。

寄生電容效應可能是串擾和雜訊、輸出迴響差以及諧振電路的形成。 囙此，必須注意PCB的整體設計，特別是佈局。 當將一根導線放置在另一根導線旁邊時，應極其小心地進行良好的佈局。

寄生元件包括由封裝引線、長跡線、焊盤對地、焊盤到電源平面和焊盤到線電容器形成的電感，包括與通孔的相互作用。 將寄生元件理解為對電路效能構成威脅的寄生元件。 不想要的和不可避免的，但同時可控。

在高速電路中，十分之幾皮法就足以影響電路效能。 例如，反相輸入端的1pF寄生電容將導致頻域中的2dB峰值。 如果超過1pF，將導致不穩定和振盪。

電容器在電子電路中阻擋低頻和直流訊號，傳遞高頻訊號。 電容器傳遞高頻訊號的這一特性（電容器放電的速度是它們用來代替速度慢得多的電池的另一個原因）是高速電路中雜散電容問題的原因。 對於導體，雜散電容會引入EMI或雜訊，這些EMI或雜訊可以沿著電線和電纜傳播，也可以傳遞到附近的相鄰跡線。 通常，不可能消除雜散電容。 然而，在PCB佈局層面，有一些有效的方法可以緩解這種情況。

避免並聯佈線：並聯佈線時，兩種金屬之間的面積最大，囙此它們之間的電容最大。