透彻详解(3)旁路电容100nF_0.1uF的由来计算
原文地址点击这里: 前一节我们已经详细解释了旁路电容在数字电路系统中所起的基本且重要作用,即 储能 与 为高频噪声电流提供低阻抗路径 ,尽管还并未给旁路电容的这些功能概括一个“高大上”的名字,然而旁路电容所起的终极作用就是为了 电源完整性( Power Integrity, PI ) ,它与 信号完整性( Signal Integrity, SI ) 均为高速数字PCB设计中的重要组成部分,后续有机会我们将会进行详细讲解。 事实上,旁路电容的这两个基本功能在某种意义上来讲是完全统一的:你可以认为旁路电容的 储能 为高频开关切换(充电)提供瞬间电荷,从而避免开关产生的高频噪声向距离芯片更远的方向扩散,因为开关切换需要的能量已经在靠近芯片的旁路电容中获取到了,你也可以认为旁路电容提供了高频噪声电流的低阻抗路径,从而避免了高频开关时需要向更远的电源索取瞬间电荷能量。 有一定经验的工程师都会发现:旁路电容的容值大多数为0.1uF(100nF),这也是数字电路中最常见的,如下图所示为FPGA芯片的旁路电容: 那这个值是怎么来的呢? 这一节我们就来讨论一下这个问题。 前面已经提到过,实际的电容器都有自谐振频率,考虑到这个因素,作为数字电路旁路电容的容量一般不超过 1uF,当然,容量太小也不行,因为储存的电荷无法满足开关切换时瞬间要求的电荷,那旁路电容的容量到底应该至少需要多大呢