低ESL電容器減少貼裝面積設(shè)計(jì)攻略

長(zhǎng)寬逆轉(zhuǎn)電容器（1.0 x 0.6mm尺寸、4.3µF）的高頻情況下的阻抗和2個(gè)MLCC(0.6 x 0.3mm、1µF)具備同等的阻抗，因此可以用2個(gè)MLCC代替1個(gè)長(zhǎng)寬逆轉(zhuǎn)電容器。

3端子電容器(1.0 x 0.5mm尺寸、4.3µF)的高頻情況下的阻抗同等于4個(gè)MLCC的阻抗，因此可以用4個(gè)MLCC代替1個(gè)3端子電容器。

圖5中，根據(jù)3端子電容器的使用，來(lái)說(shuō)明減少M(fèi)LCC的原理。這里為了方便起見(jiàn)，只考慮過(guò)孔、走線以及電容器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。

（1） 旁路電容中使用MLCC的事例。此時(shí)的環(huán)路阻抗會(huì)根據(jù)過(guò)孔和走線以及MLCC的電感成分達(dá)到阻抗的總值。

（2） 為用1個(gè)MLCC來(lái)替換一個(gè)3端子電容器。3端子電容器比MLCC的ESL低，所以環(huán)路阻抗的總值也會(huì)減少。因此，可以抑制因環(huán)路阻抗導(dǎo)致的電壓的變動(dòng)。

另外，再說(shuō)明下3端子電容器的另一個(gè)使用方法。如用旁路電容來(lái)代替3端子電容器時(shí)，如果和MLCC具有同樣的環(huán)路阻抗（電壓波動(dòng)水平相同）就行的話，不僅僅電容器阻抗的區(qū)別，還能設(shè)計(jì)成長(zhǎng)的走線。（圖5（3））。利用這種走線的長(zhǎng)度，可以將幾個(gè)電源端子集合成一個(gè)3端子電容器組合。于是就變成像圖6一樣，3端子電容器將許多的旁路電容器集合起來(lái)，從而減少了元件數(shù)量。此時(shí)走線的長(zhǎng)度使得走線部分的阻抗增加，電容器的阻抗減少，但是總阻抗卻不會(huì)改變。

但是當(dāng)走線細(xì)而長(zhǎng)時(shí)，走線的電感為加大電容器阻抗的差距，而降低了效果。因此，為了減少走線的電感成分，走線的寬度應(yīng)變大，旁路電容實(shí)際安裝的面積，推薦連接電源強(qiáng)化并聯(lián)效果。

阻抗的測(cè)定結(jié)果

現(xiàn)在，據(jù)記載一些面向智能手機(jī)的IC應(yīng)用的參考設(shè)計(jì)中，有超過(guò)100個(gè)的0201尺寸、1µF的MLCC來(lái)作為電源用的旁路電容。

其中，推薦一些核心電源線中并聯(lián)使用了10個(gè)以上的旁路電容、其他很多的電源線中也并聯(lián)使用了2到3個(gè)電容器。

將這些電容器從MLCC更換成低ESL電容器，在減少個(gè)數(shù)的同時(shí)，環(huán)路阻抗的測(cè)試結(jié)果如圖7所示。因?yàn)槭褂昧说虴SL電容器的關(guān)系，既維持了相同的環(huán)路阻抗又將MLCC的個(gè)數(shù)從原來(lái)的100個(gè)減少到32個(gè)。也就是說(shuō)，總共減少了68個(gè)MLCC。此外，更換成低ESL電容器還能使IC應(yīng)用和它周?chē)碾娙萜魉紦?jù)的面積減少35mm2 。



結(jié)語(yǔ)

正確使用最新的小型大容量的低ESL電容器的話，IC電源用的MLCC的數(shù)量能夠減少1/2，還能大幅度減少M(fèi)LCC所占據(jù)的貼裝面積。今后小型大容量的低ESL電容器將被商品化，為削減元件數(shù)和減少貼裝面積做出貢獻(xiàn)。