一文懂PCB去耦电容如何正确放置？

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2021-10-29 11:00:17

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从严格的意义上讲，没有一个特定的组件被定义为去耦电容器。相反，术语去耦电容器是指电子电路中电容器的功能。去耦电容器是用于稳定电源平面上电压的电容器。

在涉及半导体IC的任何设计中，去耦电容器是必需品。这是因为提供给组件的电压远远不够理想。与理论上描述的完美水平线不同，即使拥有干净的电源，实际应用中的电压读数也会波动。

去耦起到储能器的作用，并以两种方式稳定电压。当电压增加到额定值以上时，去耦电容器会吸收过多的电荷。同时，当电压下降时，去耦电容器释放电荷，以确保电源稳定。

通常，至少需要两个不同值的耦合电容器来稳定提供给组件VDD引脚的电压。10 uF范围内的电容器可充当较大的缓冲器，以平滑低频波动。高频电压变化通过较小的电容器（通常约为100 nF）处理。

去耦电容器.jpg

为什么需要去耦电容

有没有想过如果在设计中跳过去耦电容会发生什么？

在没有去耦电容的情况下，板载微控制器将无法正常工作，因为电压波动会将其发送到掉电模式，从而使其复位。任何尝试获得可靠的ADC转换的尝试都是徒劳，因为模拟电压源几乎无法稳定。如果要将未安装去耦电容器的PCB发送到现场，则由于更大的电气噪声，将会遇到很多奇怪的问题。

那么，在PCB上随意放置几个去耦电容器是否可以解决问题？

去耦电容器的放置对于缓解电压波动至关重要。如果没有将电容器放置在正确的位置，那么效果将是小的。在某些情况下，去耦电容器的错误放置本身就是一个问题，因为它可能会吸收耦合到铜走线上的EMI。

去耦电容器应该如何正确放置

去耦电容位置的黄金法则是小化组件的电压引脚和电容之间的距离。这意味着需要将去耦电容尽可能靠近IC的引脚放置。如果要设计多层PCB，则应该将电容器放在组件焊盘下方。在单层设计中，电容器放置在靠近引脚的位置，并以短走线布线。

综上所述，需要一个10uF和一个100 nF的电容来稳定低频和高频波动。应将100 nF电容器放置在靠近电压引脚的位置，然后再放置10 uF电容器。对IC上的VDD引脚重复该过程。在某些情况下，空间不足会阻止每个引脚使用1个去耦电容器。在这种情况下，每个元件仍至少需要1个去耦电容器。

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