硬體基礎 去耦電容的作用

2021-09-02 18:13:21 字數 1276 閱讀 3368

在擔任應用工程師之前,我在ti 的職位是 ic 測試開發工程師。我的專案之一是對 i2c 溫度感測器進行特性描述。在編寫一些軟體之後,我手工焊接了乙個原型設計電路板。由於時間倉促,我省去了比較麻煩的去耦電容器。誰會需要它呢,對吧?  

我收集資料大概有乙個星期了,但獲得的任何結果都無法與預期結果相匹配。於是我做了大量更改,試圖提公升效能,但都沒有效果。最後,我決定新增乙個去耦電容器,不出所料,問題解決了。

這讓我不禁思考……,會不會總是需要使用去耦電容器?它的作用到底是什麼?

要回答這個問題,需要考證在不使用去耦器件時會出現什麼問題。

我們注意到,在不使用去耦電容器的情況下,電路的輸出訊號包含高頻 (3.8mhz) 振盪。對於沒有去耦電容器的放大器而言,通常會出現穩定性低、瞬態響應差、啟動出現故障以及其它多種異常問題。

需要注意的是,電源線跡的電感將限制暫態電流。

去耦電容與器件非常接近,因此電流路徑的電感很小。在暫態過程中,該電容器可在非常短的時間內向器件提供超大量的電流。 

未採用去耦電容的器件無法提供暫態電流,因此放大器的內部節點會下垂(通常稱為干擾)。無去耦電容的器件其內部電源干擾會導致器件工作不連續,原因是內部節點未獲得正確的偏置。

除了使用去耦電容器外,您還要在去耦電容器、電源和接地端之間採取較短的低阻抗連線。

您應始終嘗試著讓去耦合連線保持較短的距離,同時避免在去耦合路徑中出現通孔,原因是通孔會增加電感。大部分產品說明書都會給出去耦合電容器的推薦值。如果沒有給出,則可以使用 0.1uf。

面布局的對比

正確連線去耦電容器會給您省去很多麻煩。即便在試驗台上不使用去耦合電路也能工作得很好,但若進入量產階段時再因工藝變化和其他實際因素的影響,您的產品可能就會出現這樣或那樣的問題。

吸取我的教訓吧,別掉進不使用去耦合的陷阱裡!

特別感謝我的同事 ichiro itoi 和 tim green,是他們幫助我找出去耦合問題並獲得實際的測量結果。

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