PCB科技 - PCB佈局中的寄生電容介紹

A. PCB板 由並聯的多個導體組成, 例如痕迹, 由絕緣體隔開. 這些痕迹與電介質資料一起形成電容器, 導致不必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。 當記錄道接近時，寄生電容效應在高頻板中尤為突出。 這種影響完全沒有必要，會影響設備的功能。 它可能導致串擾、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設計師在設計PCB佈局時必須考慮寄生電容和電感效應。

在下一節中，我們將瞭解寄生電容的定義及其對電路板的影響。

PCB中的寄生電容是多少？

緊密放置的PCB導線形成虛擬電容器, 產生寄生電容效應.

寄生電容或雜散電容是由電介質分隔的兩條記錄道之間形成的虛擬電容的結果。 這是由於載流跡線閉合時產生的電位差引起的。 要瞭解更多資訊，請閱讀線路電流容量在PCB設計中的作用。

即使導體適當絕緣，這種影響也是可能的。 由於沒有理想的電路，寄生電容無法避免。

電容器中的充電和放電迴圈。

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，這意味著電位沒有變化； 囙此，i=0。

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

軌跡電容計算

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是板資料的相對介電常數，d是板之間的距離，組織為cm。

高頻下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，寄生元件可以忽略，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，每個軌跡都有寄生電感。 該焊盤還新增了寄生電阻，從而刺激了紅外損耗。 寄生電容可能存在於PCB、裸板、PCBA、組裝板和元件封裝中的導體之間，尤其是表面貼裝器件（SMD）。

由於固有電容器板具有電位差，囙此存在電流流動的機會。 電容器極板之間是否儲存電荷無關緊要； 只有存在電位差，電流才會流動。 一旦該電位差新增，可以觀察到預期訊號路徑中流向負載的電子流相應减少，從而對信號完整性產生負面影響。

雜散電容和寄生電容之間有什麼區別？

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，而雜散電容則說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，雜散電容並不總是能够被檢測到。 囙此，它被稱為雜散電容。

PCB中的寄生電阻是多少？

寄生電阻沿線路串聯或作為導電元件之間的分流器存在。

PCB中的寄生電感是多少？

寄生電感沿著軌跡存在，表現出存儲和耗散電能的行為，就像實際的電感器一樣。 所有導體都是感性的，在高頻下，即使相對較短的導線或PCB痕迹的電感也可能很重要。

寄生電容效應可能是串擾和雜訊、輸出迴響不良以及形成諧振電路。 囙此，必須注意PCB的整體設計，尤其是佈局。 當將一根導線放置在另一根導線旁邊時，應非常小心地進行良好的佈局。

寄生元件包括由封裝引線、長跡線、焊盤到地、焊盤到功率平面和焊盤到線路電容器形成的電感，包括與過孔的相互作用。 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，十分之幾皮卡就足以影響電路效能。 例如，反向輸入端的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。

電容器阻斷低頻和直流訊號，並在電子電路中傳遞高頻訊號. 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替換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。對於導線, 雜散電容會引入電磁干擾或雜訊, 可以沿導線和電纜傳播或傳輸到附近的相鄰記錄道. 通常, 不可能消除雜散電容. 然而, 目前有一些有效的方法可以緩解這種情況 PCB佈局 數量.

避免並行佈線：當並行佈線時，兩種金屬之間的面積最大，囙此它們之間的寄生電容最大。