Welches dieser beiden SMD-Entkopplungskondensator-Layouts hätte einen niedrigeren ESL?

Die Stromschleifenfläche ist tatsächlich der Hauptbeitrag zur Gesamtinduktivität. Die dielektrischen Materialien von Keramikkondensatoren wie Bariumtitanat (X5R/X7R) oder Calciumzirkonat (C0G) haben grundsätzlich keinen Einfluss auf die Induktivität.

Wenn Sie auf die Website eines MLCC-Herstellers gehen und den ESL des tatsächlichen Kondensators schätzen, z. B. anhand der Eigenresonanzfrequenz, die im Impedanzdiagramm angezeigt wird, müssen Sie berücksichtigen, wie die Impedanzmessung durchgeführt wurde. Es wird ein Impedanzanalysator mit einer speziellen Prüfvorrichtung verwendet. Die Kompensation und Kalibrierung erfolgt unter Verwendung von Leerlauf, Kurzschluss und einer bestimmten Last. Dabei wird die Eigeninduktivität der Weglänge der Kappe aus dem System kompensiert. Weitere Einzelheiten finden Sie unter Parasitäre Induktivität von Keramik-Mehrschichtkondensatoren .

Mit diesen Informationen können wir uns ein Beispiel für Induktivitäten ansehen, die sich aus Impedanzmessungen für 100-nF-Kappen unterschiedlicher Gehäusegröße ergeben: _{Quelle: Kemet KSIM}

Die tatsächlichen Kondensatorinduktivitäten liegen also in der Größenordnung von Hunderten von Pikohenry.

Was wirklich zählt, ist die Gesamtinduktivität der Stromschleife, die in der Größenordnung von einigen Nanohenry liegen kann. Jetzt geht es auch um die Frage nach dem Pad-Layout. Werfen wir einen Blick auf ein Papier aus dem Jahr 1999, das zeigt, wie sich die Leistungsebene durch Platzierung einer 0805-Kappe auf die Induktivität auswirkt:

Sie sehen, dass das Layout für die Gesamtinduktivität sehr relevant ist. Weitere Einzelheiten finden Sie im Artikel ESR and ESL of Ceramic Capacitor Applied to Decoupling Applications .

Im Wesentlichen ist das Layout für die Gesamtinduktivität weitaus relevanter als der eigentliche Kondensator. Ein kleineres Paket erleichtert natürlich ein Layout mit kleineren Stromschleifen.

Das ist hier schwer zu sagen. Die Dicke der Platine im Verhältnis zum Abstand zwischen den Durchkontaktierungen kann einen bedeutenden Einfluss auf die effektive Induktivität der doppelten 1206-Durchkontaktierungen haben. Die Konstruktion der Kappen könnte eine kleine Rolle spielen.

Wenn man mich raten lassen würde, würde ich sagen, dass der 1206 besser wäre, aber wenn 5 von uns, die Hochfrequenz-Layout machen, an einem Mittagstisch sitzen würden, würde ich viele Diskussionen und keinen klaren Konsens erwarten.

Ich würde für 0603 stimmen, weil Sie zwei davon auf ungefähr der gleichen Grundfläche wie die 1206 mit 4 Durchkontaktierungen in einem Kreuzmuster wie der IDC-Kondensator eines armen Mannes quetschen können. Dies ist nur Handwinken, aber es wäre interessant, es zu messen.

Üblicherweise wird gesagt, dass kleine SMD-Kondensatoren (zB 0603) einen niedrigeren ESL haben als größere (zB 1206).

Wenn die Spezifikation im Datenblatt dies sagt, ist es besser so.

Diese ältere Frage befasst sich mit demselben Problem, und die Antworten bestätigen, was ich dachte, nämlich dass die ESL durch die Stromschleife durch den Kondensator für einfache MLCCs bestimmt wird.

Was die "Stromschleifenbilder" implizieren, ist zunächst "allgemein" zulässig, jedoch nicht als effektive Methode zum Anordnen einer "Entkopplungs" -Kappe. Eine Entkopplung ist für die Schaltungselemente erforderlich, die Strom ziehen, nicht für die Kappe selbst.

Welcher Kondensator hätte einen niedrigeren ESL und warum? + [0603, C1] vs. [1206, C2]

1)) Das ist ein Apfel-Orange-Vergleich. :-). 2)) C2-Layout, Das sieht nicht richtig aus, ist aber in Ordnung. Der effektive Kontakt zum „C“ (von ESR / ESL) ist zwischenzeitlich an der Endkappe. Daher funktioniert das Verschieben des Vias in die Mitte möglicherweise nicht wie gewünscht. Es scheint, dass 0308 LGA den Kontakt auf der Seite hat, nicht sicher wie. Andernfalls stelle ich mir vor, dass die Herstellung von "Seitenkontakt-Mehrschicht" kostspielig wäre.

Während diese Gehäuse alle ungefähr die gleiche Größe haben, unterscheidet sich die Induktivität um mehr als eine Größenordnung. Es deutet darauf hin, dass die Stromschleifenfläche der einzige (oder bei weitem dominierende) Beitrag zur Gehäuseinduktivität ist. Natürlich erleichtert das Reduzieren der Gehäuseabmessungen das Erreichen kleinerer Gesamtschleifenflächen.

Wenn die Gerätehersteller ESR/ESL definieren, sprechen sie von der Innenimpedanz. "Stromschleife" ist ein sekundärer Parameter für den Hersteller, also eher auf der Anwendungsseite. Die Innenimpedanz beinhaltet also nicht die Schleife (Kelvin-Punkt-Messung).

Wenn es so steht, könnte "Größenordnungsunterschied" richtig sein, nicht von der externen Schleife, sondern von der internen Struktur.
Hypothetisch: Beachten Sie, dass ESR/ESL "effektiv ..." ist. Die effektive Impedanz wird wahrscheinlich relativ zu „C“, und die geometrischen Parameter könnten durch „r ^ 2“ beitragen, während die „Ordnung“ zum Hauptnenner wird (1/100 μm gegenüber 1/1 μm).

Wenn dies jedoch alles ist, warum sprechen all diese Leitfäden zur Entkopplung so prominent über die Kondensatorgröße, wenn sie nur ein kleiner Teil des Gesamtbildes ist, nämlich der Aufwand zur Minimierung der Stromschleifenfläche? Was ist der physische Grund für MLCC ESL? Ist es tatsächlich nur die Stromschleifeninduktivität oder steckt mehr dahinter, zB eine gewisse Permeabilität des Kondensatormaterials, was natürlich weniger ins Gewicht fällt, je weniger Kondensatormaterial vorhanden ist.

Wie ich erklärt habe (versuchen zu verkaufen :-)), befindet sich "Current Loop" auf der Anwendungsseite. Die Durchlässigkeit kann sich auswirken, aber der dominierende Faktor muss von der Geometrie im Inneren des Geräts stammen.