Ich habe mich gefragt, ob jemand erklären könnte, warum größere Gehäusekondensatoren (1210) mehr ESL und ESR haben sollen als ein kleineres - sagen wir 0603-Gehäuse?
Ich würde mir vorstellen, dass das größere Paket immer noch im Wesentlichen viele 0603-Äquivalente parallel für eine Mehrschichtkeramik enthält. Angenommen, wir vergleichen ein 0,1-1uF 0603 mit einem ~10uF 1210-Paket. Wären die 10uF nicht effektiver für die Entkopplung? Warum werden kleinere Pakete zum Entkoppeln empfohlen, wenn größere Pakete meiner Meinung nach besser "scheinen".
Danke vielmals!
Im Allgemeinen erhöhen größere Kondensatorpakete die Stromschleife durch das Teil, sodass die Induktivität (ESL) größer ist. Ebenso bedeutet das zusätzliche Material, dass der Widerstand (ESR) höher ist. Wenn Sie ESL und Kapazität für Entkopplungsanwendungen zusammenfügen, erhalten Sie einen LC-Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz, die mit zunehmender Induktivität und Kapazität abnimmt. Der ESR in dieser Schaltung stellt die minimale Impedanz bei Resonanz dar.
Beim Entkoppeln möchten Sie normalerweise über den Betriebsfrequenzbereich des betreffenden Geräts eine bestimmte Impedanz unterschreiten. Um dies zu erreichen, benötigen Sie mehrere LC-Schaltungen, die verschiedene Teile dieses Frequenzspektrums abdecken. Aus diesem Grund benötigen Sie eine Reihe verschiedener Kondensatorgrößen.
Um Ihren gewünschten ESR zu erreichen, benötigen Sie möglicherweise auch mehrere Kondensatoren parallel statt einem, da der ESR auch parallel geht und daher niedriger ist.
Als letzte Anmerkung sollten Sie auch bedenken, dass das von Ihnen verwendete Fluchtmuster (Position und Anzahl der Durchkontaktierungen und Leiterbahnen) von Entkopplungskappen die Entkopplungsleistung ebenfalls dramatisch beeinflussen kann, da sie die Induktivität erhöhen. Wenn Sie unter 0201-Kappen kommen, können Sie feststellen, dass die Gesamtinduktivität aus diesem Grund mit kleinerer Kappengröße tatsächlich zunimmt .
Weitere Informationen hier:
ESR und ESL von Keramikkondensatoren für Entkopplungsanwendungen (von Tanmoy Roy, Larry Smith und John Prymak) (Link zum Internetarchiv)
Kleinere Gehäuse haben andere Resonanzpunkte als größere Gehäuse. Größere Pakete haben auch höhere Leitungsinduktivitäten (Sie müssen über Durchgangslochpakete nachdenken).
Kleinere Pakete sind immer besser für hohe Geschwindigkeiten, da sie die Länge reduzieren, die ein Signal zurücklegen muss. Wie Sie wissen, hat man beim Hochgeschwindigkeitsdesign umso mehr Probleme, je länger die Länge ist. Aus diesem Grund können FGPAs auch mit vielen Pfaden so schnell arbeiten, weil die Pfade alle auf so einer kleinen Fläche vollgestopft sind.
Es gibt irgendwo online eine gute Analyse der SMD-Paketgrößen (ich habe den Link nicht, habe ihn aber gesehen). Es spricht darüber, warum man sowohl große als auch kleine Größen für die Umgehung verwenden sollte, was mit Resonanz zu tun hat. Die Entkopplung ist jedoch eine andere Geschichte. Es hängt alles davon ab, welche Art von Signal Sie entkoppeln möchten.
Kleiner ist im Allgemeinen besser, einfach weil es einem erlaubt, den Signalweg zu verkürzen. Das ist immer gut. Es ist jedoch nicht immer der Fall, dass kleiner besser ist (am Ende treten andere Probleme wie Übersprechen auf).
Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie Dinge parallelisieren, einige Faktoren reduzieren können, während Sie andere erhöhen werden. Wenn Sie Widerstände parallel schalten, verringern Sie möglicherweise ihren Widerstand, erhöhen jedoch ihre Kapazität. Es kann eine höhere Kapazität sein, als wenn Sie überhaupt nur einen Widerstand mit dem kombinierten Widerstand verwendet hätten.
Beim Umgang mit Entkopplungskondensatoren ist ein weiterer Faktor die Leckage. Diese Parallelschaltung von Kondensatoren erhöht die Leckage. Dies ist normalerweise ziemlich schlecht für die Entkopplung, weil Sie nicht so entkoppelt sind, wie Sie vielleicht möchten.
Benutzer4718
jrive