电容在高速PCB设计中的关键作用与布局指南

RM爱好者

电容在高速 PCB 设计中起着重要的作用，通常也是 PCB 上用得最多的器件。在 PCB 中，电容通 常分为滤波电容、去耦电容、储能电容等。 我们通常把电源模块输入、输出回路的电容称为滤波电容。简单理解就是，保证输入、输出电源 稳定的电容。在电源模块中，滤波电容摆放的原则是“先大后小”。

电容在高速 PCB 设计中起着重要的作用，通常也是 PCB 上用得最多的器件。在 PCB 中，电容通 常分为滤波电容、去耦电容、储能电容等。我们通常把电源模块输入、输出回路的电容称为滤波电容。简单理解就是，保证输入、输出电源 稳定的电容。在电源模块中，滤波电容摆放的原则是“先大后小”。 电源设计时，要注意走线和铜皮足够宽、过孔数量足够多，保证通流能力满足需求。宽度和过孔 数量结合电流大小来评估。

电源输入电容与开关环路形成一个电流环。这个电流环路的变化幅度大，Iout的幅度。频率是开关频率。DCDC芯片开关过程中产生，这个电流环产生的电流的变化，包含了较快的di/dt。

同步BUCK的方式，续流路径要经过芯片的GND管脚，输入电容要接在芯片的GND和Vin之间，路径竟可能的短粗。

高速 IC的电源引脚需要足够多的去耦电容，最好能保证每个引脚有一个。实际设计中，如果没 有空间摆放去耦电容，则可以酌情删减。

IC 电源引脚的去耦电容的容值通常会比较小，如 0.1μF、0.01μF 等；对应的封装也比较小，如 0402封装、0603封装等。在摆放去耦电容时，应注意以下几点。

（1）尽可能靠近电源引脚放置，否则可能起不到去耦作用。理论上讲，电容有一定的去耦半径范 围，所以应严格执行就近原则。

（2）去耦电容到电源引脚引线尽量短，而且引线要加粗，通常线宽为8～15mil（1mil = 0.0254mm）。加粗目的在于减小引线电感，保证电源性能。

（3）去耦电容的电源、地引脚从焊盘引出线后，就近打孔，连接到电源、地平面上。该引线同样要 加粗，过孔尽量用大孔，如能用孔径10mil 的孔，就不用8mil的孔。

（4）保证去耦环路尽量小。去耦电容常见的摆放示例如图2.48.2～图2.48.4所示。图2.48.2～图2.48.4所示是SOP封装的IC 去耦电容的摆放方式，QFP等封装的与此类似。

常见的 BGA封装，其去耦电容通常放在 BGA下面，即背面。由于 BGA 封装引脚密度大，因此去 耦电容一般放的不是很多，但应尽量多摆放一些。

储能电容的作用就是保证IC在用电时，能在最短的时间内提供电能。储能电容的容值一般比较 大，对应的封装也比较大。在PCB中，储能电容可以离器件远一些，但也不能太远，常见的储能电容为扇孔方式。

电容扇孔、扇线原则如下。

（1）引线尽量短且加粗，这样有较小的寄生电感。

（2）对于储能电容，或者过电流比较大的器件，打孔时应尽量多打几个。

（3）当然，电气性能最好的扇孔是盘中孔。实际需要综合考虑

阅读全文