與字處理或其它許多軟件中為實現圖、文、色彩等的嵌套與合成而引入的“層”的概念有所同，Protel的“層”不bu是shi虛xu擬ni的de，而er是shi印yin刷shua板ban材cai料liao本ben身shen實shi實shi在zai在zai的de各ge銅tong箔bo層ceng。現xian今jin，由you於yu電dian子zi線xian路lu的de元yuan件jian密mi集ji安an裝zhuang。防fang幹gan擾rao和he布bu線xian等deng特te殊shu要yao求qiu
，一yi些xie較jiao新xin的de電dian子zi產chan品pin中zhong所suo用yong的de印yin刷shua板ban不bu僅jin有you上shang下xia兩liang麵mian供gong走zou線xian，在zai板ban的de中zhong間jian還hai設she有you能neng被bei特te殊shu加jia工gong的de夾jia層ceng銅tong箔bo，例li如ru
，現xian在zai的de計ji算suan機ji主zhu板ban所suo用yong的de印yin板ban材cai料liao多duo在zai4層以上。這些層因加工相對較難而大多用於設置走線較為簡單的電源布線層（如軟件中的Ground Dever和Power Dever），並常用大麵積填充的辦法來布線（如軟件中的ExternaI P1a11e和Fill）。上下位置的表麵層與中間各層需要連通的地方用軟件中提到的所謂“過孔（Via）”來溝通。有了以上解釋，就不難理解“多層焊盤”和“布線層設置”的(de)有(you)關(guan)概(gai)念(nian)了(le)。舉(ju)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)例(li)子(zi)
，不(bu)少(shao)人(ren)布(bu)線(xian)完(wan)成(cheng)，到(dao)打(da)印(yin)出(chu)來(lai)時(shi)方(fang)才(cai)發(fa)現(xian)很(hen)多(duo)連(lian)線(xian)的(de)終(zhong)端(duan)都(dou)沒(mei)有(you)焊(han)盤(pan)
，其(qi)實(shi)這(zhe)是(shi)自(zi)己(ji)添(tian)加(jia)器(qi)件(jian)庫(ku)時(shi)忽(hu)略(lve)了(le)“層”的概念，沒把自己繪製封裝的焊盤特性定義為”多層（Mulii一Layer）的緣故。要提醒的是
，一旦選定了所用印板的層數
，務必關閉那些未被使用的層
，免得惹事生非走彎路。

 

　　

weiliantonggecengzhijiandexianlu，zaigecengxuyaoliantongdedaoxiandewenhuichuzuanshangyigegonggongkong，zhejiushiguokong。gongyishangzaiguokongdekongbiyuanzhumianshangyonghuaxuechenjidefangfadushangyicengjinshu，yongyiliantongzhongjiangecengxuyaoliantongdetongbo

，erguokongdeshangxialiangmianzuochengputongdehanpanxingzhuang，kezhijieyushangxialiangmiandexianluxiangtong，yekebulian。yibaneryan，shejixianlushiduiguokongdechuliyouyixiayuanze：

 

（1） 盡(jin)量(liang)少(shao)用(yong)過(guo)孔(kong)，一(yi)旦(dan)選(xuan)用(yong)了(le)過(guo)孔(kong)，務(wu)必(bi)處(chu)理(li)好(hao)它(ta)與(yu)周(zhou)邊(bian)各(ge)實(shi)體(ti)的(de)間(jian)隙(xi)，特(te)別(bie)是(shi)容(rong)易(yi)被(bei)忽(hu)視(shi)的(de)中(zhong)間(jian)各(ge)層(ceng)與(yu)過(guo)孔(kong)不(bu)相(xiang)連(lian)的(de)線(xian)與(yu)過(guo)孔(kong)的(de)間(jian)隙(xi)，如(ru)果(guo)是(shi)自(zi)動(dong)布(bu)線(xian)，可(ke)在(zai)“過孔數量最小化” （ Via Minimiz8tion）子菜單裏選擇“on”項來自動解決。

 

（2） 需要的載流量越大，所需的過孔尺寸越大，如電源層和地層與其它層聯接所用的過孔就要大一些。 

　　

焊盤是PCB設(she)計(ji)中(zhong)最(zui)常(chang)接(jie)觸(chu)也(ye)是(shi)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)概(gai)念(nian)，但(dan)初(chu)學(xue)者(zhe)卻(que)容(rong)易(yi)忽(hu)視(shi)它(ta)的(de)選(xuan)擇(ze)和(he)修(xiu)正(zheng)，在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)千(qian)篇(pian)一(yi)律(lv)地(di)使(shi)用(yong)圓(yuan)形(xing)焊(han)盤(pan)。選(xuan)擇(ze)元(yuan)件(jian)的(de)焊(han)盤(pan)類(lei)型(xing)要(yao)綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)該(gai)元(yuan)件(jian)的(de)形(xing)狀(zhuang)

、大小、布置形式
、振動和受熱情況、受力方向等因素。Protel在封裝庫中給出了一係列不同大小和形狀的焊盤，如圓、方、八角、圓方和定位用焊盤等，但有時這還不夠用，需要自己編輯。例如，對發熱且受力較大
、電流較大的焊盤，可自行設計成“淚滴狀”
，在大家熟悉的彩電PCB的de行xing輸shu出chu變bian壓ya器qi引yin腳jiao焊han盤pan的de設she計ji中zhong

，不bu少shao廠chang家jia正zheng是shi采cai用yong的de這zhe種zhong形xing式shi。一yi般ban而er言yan，自zi行xing編bian輯ji焊han盤pan時shi除chu了le以yi上shang所suo講jiang的de以yi外wai，還hai要yao考kao慮lv以yi下xia原yuan則ze：

 

（1）需要在元件引角之間走線時選用長短不對稱的焊盤往往事半功倍
；

（2）形狀上長短不一致時要考慮連線寬度與焊盤特定邊長的大小差異不能過大；

（3）各元件焊盤孔的大小要按元件引腳粗細分別編輯確定，原則是孔的尺寸比引腳直徑大0．2- 0．4毫米。

 

　　

為方便電路的安裝和維修等，在印刷板的上下兩表麵印刷上所需要的標誌圖案和文字代號等
，例如元件標號和標稱值、元件外廓形狀和廠家標誌、生產日期等等。不少初學者設計絲印層的有關內容時
，隻注意文字符號放置得整齊美觀，忽略了實際製出的PCB效(xiao)果(guo)。他(ta)們(men)設(she)計(ji)的(de)印(yin)板(ban)上(shang)，字(zi)符(fu)不(bu)是(shi)被(bei)元(yuan)件(jian)擋(dang)住(zhu)就(jiu)是(shi)侵(qin)入(ru)了(le)助(zhu)焊(han)區(qu)域(yu)被(bei)抹(mo)賒(she)，還(hai)有(you)的(de)把(ba)元(yuan)件(jian)標(biao)號(hao)打(da)在(zai)相(xiang)鄰(lin)元(yuan)件(jian)上(shang)
，如(ru)此(ci)種(zhong)種(zhong)的(de)設(she)計(ji)都(dou)將(jiang)會(hui)給(gei)裝(zhuang)配(pei)和(he)維(wei)修(xiu)帶(dai)來(lai)很(hen)大(da)不(bu)便(bian)。正(zheng)確(que)的(de)絲(si)印(yin)層(ceng)字(zi)符(fu)布(bu)置(zhi)原(yuan)則(ze)是(shi)：”不出歧義，見縫插針，美觀大方”。　　 

　　

Protel封裝庫內有大量SMD封裝，即表麵焊裝器件。這類器件除體積小巧之外的最大特點是單麵分布元引腳孔。因此，選用這類器件要定義好器件所在麵，以免“丟失引腳（Missing Plns）”。另外

，這類元件的有關文字標注隻能隨元件所在麵放置。 

 

　　

正(zheng)如(ru)兩(liang)者(zhe)的(de)名(ming)字(zi)那(na)樣(yang)，網(wang)絡(luo)狀(zhuang)填(tian)充(chong)區(qu)是(shi)把(ba)大(da)麵(mian)積(ji)的(de)銅(tong)箔(bo)處(chu)理(li)成(cheng)網(wang)狀(zhuang)的(de)
，填(tian)充(chong)區(qu)僅(jin)是(shi)完(wan)整(zheng)保(bao)留(liu)銅(tong)箔(bo)。初(chu)學(xue)者(zhe)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)上(shang)往(wang)往(wang)看(kan)不(bu)到(dao)二(er)者(zhe)的(de)區(qu)別(bie)，實(shi)質(zhi)上(shang)
，隻(zhi)要(yao)你(ni)把(ba)圖(tu)麵(mian)放(fang)大(da)後(hou)就(jiu)一(yi)目(mu)了(le)然(ran)了(le)。正(zheng)是(shi)由(you)於(yu)平(ping)常(chang)不(bu)容(rong)易(yi)看(kan)出(chu)二(er)者(zhe)的(de)區(qu)別(bie)
，所(suo)以(yi)使(shi)用(yong)時(shi)更(geng)不(bu)注(zhu)意(yi)對(dui)二(er)者(zhe)的(de)區(qu)分(fen)，要(yao)強(qiang)調(tiao)的(de)是(shi)，前(qian)者(zhe)在(zai)電(dian)路(lu)特(te)性(xing)上(shang)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)抑(yi)製(zhi)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)的(de)作(zuo)用(yong)，適(shi)用(yong)於(yu)需(xu)做(zuo)大(da)麵(mian)積(ji)填(tian)充(chong)的(de)地(di)方(fang)
，特(te)別(bie)是(shi)把(ba)某(mou)些(xie)區(qu)域(yu)當(dang)做(zuo)屏(ping)蔽(bi)區(qu)、分割區或大電流的電源線時尤為合適。後者多用於一般的線端部或轉折區等需要小麵積填充的地方。

 

　　 

這些膜不僅是PcB製作工藝過程中必不可少的，而且更是元件焊裝的必要條件。按“膜”所處的位置及其作用，“膜”可分為元件麵（或焊接麵）助焊膜（TOp or Bottom 和元件麵（或焊接麵）阻焊膜（TOp or BottomPaste Mask）兩類。 gumingsiyi，zhuhanmoshituyuhanpanshang，tigaokehanxingnengdeyicengmo，yejiushizailvsebanzishangbihanpanlvedadegeqianseyuanban。zuhanmodeqingkuangzhenghaoxiangfan

，weileshizhichengdebanzishiyingbofenghandenghanjiexingshi，yaoqiubanzishangfeihanpanchudetongbobunengzhanxi
，yincizaihanpanyiwaidegebuweidouyaotufuyicengtuliao
，yongyuzuzhizhexiebuweishangxi。kejian，zheliangzhongmoshiyizhonghubuguanxi。youcitaolun，jiubunanquedingcaidanzhongleisi“solder Mask En1argement”等項目的設置了。

　　 

自動布線時供觀察用的類似橡皮筋的網絡連線，在通過網絡表調入元件並做了初步布局後，用“Show 命(ming)令(ling)就(jiu)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)該(gai)布(bu)局(ju)下(xia)的(de)網(wang)絡(luo)連(lian)線(xian)的(de)交(jiao)叉(cha)狀(zhuang)況(kuang)，不(bu)斷(duan)調(tiao)整(zheng)元(yuan)件(jian)的(de)位(wei)置(zhi)使(shi)這(zhe)種(zhong)交(jiao)叉(cha)最(zui)少(shao)，以(yi)獲(huo)得(de)最(zui)大(da)的(de)自(zi)動(dong)布(bu)線(xian)的(de)布(bu)通(tong)率(lv)。這(zhe)一(yi)步(bu)很(hen)重(zhong)要(yao)
，可(ke)以(yi)說(shuo)是(shi)磨(mo)刀(dao)不(bu)誤(wu)砍(kan)柴(chai)功(gong)
，多(duo)花(hua)些(xie)時(shi)間(jian)
，值(zhi)！

 

另外，自動布線結束，還有哪些網絡尚未布通，也可通過該功能來查找。找出未布通網絡之後
，可用手工補償
，實在補償不了就要用到“飛線”的第二層含義
，就是在將來的印板上用導線連通這些網絡。要交待的是
，如果該電路板是大批量自動線生產，可將這種飛線視為0歐阻值、具有統一焊盤間距的電阻元件來進行設計.

 

要想成功的運用現在的SOC，板級和係統級設計師必須了解如何最好地放置元件
，布置走線，以及利用保護元件。

 

它們被稱為數碼式蜂窩電話，但其中所包含的模擬功能
，比較起所謂的模擬蜂窩電話之前度品種還要多。事實上，需要處理連續狀態值（例如語音，影像，溫度，壓力等）的任何係統，都會有它的模擬功能，那怕是在其名字裏出現數碼式這個詞語。今天的多媒體PC也ye毫hao無wu例li外wai
，它ta們men有you著zhe語yu音yin和he影ying像xiang的de輸shu入ru和he輸shu出chu，對dui發fa熱re的de中zhong央yang處chu理li機ji進jin行xing迫po切qie的de溫wen度du監jian示shi
，以yi及ji高gao性xing能neng調tiao製zhi解jie調tiao器qi
，這zhe些xie係xi統tong同tong樣yang地di，其qi混hun合he訊xun號hao功gong能neng清qing單dan上shang的de項xiang目mu也ye愈yu來lai愈yu多duo。

 

兩(liang)種(zhong)係(xi)統(tong)的(de)趨(qu)勢(shi)對(dui)於(yu)進(jin)行(xing)混(hun)合(he)設(she)計(ji)的(de)人(ren)們(men)來(lai)說(shuo)
，又(you)帶(dai)來(lai)了(le)新(xin)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。便(bian)攜(xie)式(shi)通(tong)訊(xun)和(he)運(yun)算(suan)器(qi)件(jian)的(de)體(ti)積(ji)重(zhong)量(liang)不(bu)斷(duan)減(jian)少(shao)
，但(dan)又(you)不(bu)斷(duan)地(di)推(tui)高(gao)功(gong)能(neng)。而(er)桌(zhuo)麵(mian)係(xi)統(tong)又(you)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)中(zhong)央(yang)處(chu)理(li)機(ji)能(neng)力(li)和(he)通(tong)訊(xun)周(zhou)邊(bian)的(de)速(su)度(du)。肯(ken)定(ding)的(de)是(shi)
，在(zai)設(she)計(ji)現(xian)代(dai)的(de)數(shu)碼(ma)電(dian)路(lu)板(ban)同(tong)時(shi)又(you)要(yao)避(bi)免(mian)振(zhen)鈴(ling)
、噪(zao)聲(sheng)引(yin)致(zhi)的(de)差(cha)錯(cuo)，和(he)地(di)電(dian)位(wei)跳(tiao)動(dong)等(deng)問(wen)題(ti)
，實(shi)在(zai)相(xiang)當(dang)困(kun)難(nan)的(de)。但(dan)是(shi)，當(dang)你(ni)添(tian)加(jia)那(na)些(xie)易(yi)受(shou)噪(zao)聲(sheng)影(ying)響(xiang)的(de)模(mo)擬(ni)訊(xun)號(hao)線(xian)路(lu)逼(bi)近(jin)於(yu)方(fang)波(bo)激(ji)勵(li)的(de)數(shu)碼(ma)式(shi)數(shu)據(ju)線(xian)路(lu)
，問(wen)題(ti)更(geng)為(wei)嚴(yan)重(zhong)。

 

在芯片級，現時的SOC（芯片上的係統）需要有邏輯電路
、模擬電路，以及熱動力學設計方麵的專才。要成功地使用這些IC，板級和係統級設計師需要了解如何最好地放置元件，布置走線，以及利用保護元件。

本(ben)文(wen)講(jiang)述(shu)的(de)是(shi)現(xian)時(shi)混(hun)合(he)訊(xun)號(hao)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)常(chang)見(jian)陷(xian)阱(jing)，並(bing)提(ti)供(gong)一(yi)些(xie)指(zhi)引(yin)以(yi)清(qing)除(chu)或(huo)移(yi)開(kai)它(ta)們(men)。不(bu)過(guo)，在(zai)探(tan)討(tao)特(te)定(ding)問(wen)題(ti)和(he)作(zuo)出(chu)提(ti)議(yi)之(zhi)前(qian)
，先(xian)詳(xiang)細(xi)看(kan)看(kan)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)的(de)兩(liang)種(zhong)潮(chao)流(liu)—小型化和高速化—如何影響這些問題
，會有很大的幫助。

 

 

將1999年中檔PC的規格與五年前的相比較，它的中央處理機速度提高了大約一個數量級，而由CPU消耗的電流也提高了約一個數量級。當你將高速度和大電流結合一起

，V=L（di/dt）關係式中的“di/dt”部份大幅地提高。事實上
，電路板中半寸長的地線可能會感應起超過1伏特的電壓於其上。對於轉換器來說，地電位參考線會感應電壓的話，可能導致運作停止。 

 

為要達致這些更高的速度，IC在設計和製造上都采用深度次微米尺寸（例如0.35μm）。這雖然縮減了幾何尺寸而得到快得多的性能
，但也會令這些器件更容易招致鎖上（latch-up）及由瞬變引起的損害。而且，這些器件也要求更緊逼的能源管理以符合愈來愈嚴格的允許電壓範圍。

 

現時的10／100Ethernet網絡介麵卡（NIC）就是良好的例子
，原來的10Base－T芯片是大尺寸的CMOS器件，對於過電壓損壞相對地是不那麽敏感的。然而，新型的芯片采用了0.35μm的線寬，對於鎖上以及因瞬變而失效非常敏感—因電能引致和雷電引致的瞬變。

 

現代的服務器，具有SMP（對稱多處理能力）的體係結構
，以及CPU以500MHz或以上的頻率來運作，就是能源分布挑戰方麵的好例子。你不可以簡單地建造一個5V電源並把布線引到相應的總線。以500MHz上限達20A或30A的電流開關，它要求於每個使用點（point-of-use）實際上有獨立的轉換器

，還加上一個更大的一級電壓源對這些轉換器的全部進行供電。

 

趨勢要求具有熱交換（hotswap）的(de)能(neng)力(li)
，意(yi)味(wei)著(zhe)你(ni)要(yao)能(neng)做(zuo)到(dao)在(zai)現(xian)用(yong)係(xi)統(tong)裏(li)插(cha)入(ru)或(huo)除(chu)下(xia)電(dian)路(lu)板(ban)。這(zhe)樣(yang)做(zuo)也(ye)是(shi)預(yu)告(gao)會(hui)有(you)瞬(shun)變(bian)產(chan)生(sheng)的(de)。如(ru)此(ci)一(yi)來(lai)，無(wu)論(lun)插(cha)入(ru)的(de)板(ban)抑(yi)或(huo)主(zhu)板(ban)都(dou)必(bi)須(xu)有(you)適(shi)當(dang)的(de)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。

無論小型化或高速化的趨勢都有其獨特的問題。例如，大電流能源分布對於小型、便攜、shouchishishebeilaishuo
，jiubushigedawenti。erduiyuzhuomiandiannaohefuwuqilaishuo
，yanchangdedianchishoumingyebuhuichengweiwenti。buguo，suoshangheshunbianyinzhidesunhuai，zaishangshuliangfangmiandouchengweiwenti。

 

 

拿1999niandefengwodianhuayuwunianqiandechanpinzuogebijiao，xinpianshumushaodehenduo
，zhonglianghetijidafujianshao
，dianchishoumingdafuyanchang。zaizhegejinchengzhong

，zhuyaoyinsushihunhexunhaoIC解決方案中有很大進展。不過，隨著芯片幾何尺寸的縮減
，電路板上布線的間距趨近，物理學的規律開始呈現出來。

 

並bing行xing的de走zou線xian愈yu來lai愈yu接jie近jin產chan生sheng了le愈yu來lai愈yu大da寄ji生sheng電dian容rong耦ou合he，而er這zhe簡jian直zhi是shi和he距ju離li平ping方fang成cheng反fan比bi關guan係xi的de結jie果guo
，以yi前qian隻zhi有you少shao數shu幾ji根gen走zou線xian的de空kong間jian，現xian在zai納na入ru了le許xu多duo走zou線xian，結jie果guo，甚shen至zhi是shi不bu相xiang鄰lin的de走zou線xian之zhi間jian的de電dian容rong性xing耦ou合he也ye會hui構gou成cheng問wen題ti。

 

蜂窩電話，由其性質所決定，是被人拿著使用的設備。在低溫度的日子裏，你正在地毯上走來走去
，然後拿起蜂窩電話
，接著“啪”—這就會把一個高電壓

，靜電放電（ESD）脈衝傳到這個設備那裏。如果沒有適當的ESD保護，一個或多個IC有可能受到損壞。不過，增添外部元件來保護ESD的破壞又會與小型化趨勢相違背。

 

另一個問題是能源管理，蜂窩電話用戶希望電池的兩次充電之間隔愈長愈好。這意味著DC-至-DC轉換器必須是很高效率的。開關技術是它的答案，但在此情況下，轉換器也成了它自己的潛在噪聲源。所以必須小心選擇、放(fang)置(zhi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)
，也(ye)要(yao)小(xiao)心(xin)進(jin)行(xing)互(hu)連(lian)。還(hai)有(you)
，由(you)於(yu)體(ti)積(ji)是(shi)不(bu)可(ke)忽(hu)視(shi)的(de)因(yin)素(su)，應(ying)該(gai)選(xuan)擇(ze)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)物(wu)理(li)尺(chi)寸(cun)最(zui)小(xiao)的(de)無(wu)源(yuan)元(yuan)件(jian)的(de)那(na)種(zhong)部(bu)件(jian)。如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)話(hua)
，應(ying)該(gai)挑(tiao)選(xuan)超(chao)低(di)壓(ya)差(cha)式(shi)的(de)，可(ke)讓(rang)輸(shu)出(chu)維(wei)持(chi)於(yu)最(zui)小(xiao)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)。這(zhe)就(jiu)能(neng)讓(rang)電(dian)池(chi)不(bu)再(zai)提(ti)供(gong)足(zu)夠(gou)電(dian)能(neng)之(zhi)前(qian)盡(jin)行(xing)地(di)放(fang)電(dian)。

 

 

對深度次微米IC從線寬的瞬變惡化了關於過電壓狀態的敏感性，意味著你要聰明一點
，對這些器件進行保護
，但同時又不要影響它們的性能。

 

在(zai)一(yi)個(ge)保(bao)護(hu)輸(shu)入(ru)裏(li)，任(ren)何(he)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)於(yu)正(zheng)常(chang)運(yun)作(zuo)下(xia)都(dou)必(bi)須(xu)呈(cheng)現(xian)為(wei)一(yi)個(ge)高(gao)阻(zu)抗(kang)電(dian)路(lu)。它(ta)必(bi)須(xu)加(jia)載(zai)盡(jin)可(ke)能(neng)小(xiao)的(de)電(dian)容(rong)負(fu)荷(he)
，例(li)如(ru)，假(jia)定(ding)它(ta)是(shi)對(dui)正(zheng)常(chang)輸(shu)入(ru)訊(xun)號(hao)加(jia)入(ru)小(xiao)小(xiao)效(xiao)應(ying)的(de)話(hua)。不(bu)過(guo)，在(zai)過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)一(yi)瞬(shun)間(jian)，那(na)同(tong)一(yi)個(ge)器(qi)件(jian)必(bi)須(xu)成(cheng)為(wei)該(gai)瞬(shun)變(bian)電(dian)能(neng)的(de)主(zhu)要(yao)通(tong)路(lu)，將(jiang)它(ta)從(cong)受(shou)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)的(de)輸(shu)入(ru)中(zhong)引(yin)開(kai)。還(hai)有(you)
，保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)的(de)承(cheng)受(shou)電(dian)壓(ya)應(ying)該(gai)高(gao)於(yu)它(ta)保(bao)護(hu)的(de)引(yin)腳(jiao)上(shang)的(de)最(zui)大(da)允(yun)許(xu)電(dian)壓(ya)。同(tong)理(li)
，它(ta)的(de)箝(qian)位(wei)電(dian)壓(ya)要(yao)足(zu)夠(gou)低(di)，以(yi)防(fang)止(zhi)受(shou)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)的(de)損(sun)壞(huai)
，這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)在(zai)瞬(shun)變(bian)情(qing)況(kuang)下(xia)，輸(shu)入(ru)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)會(hui)是(shi)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)的(de)箝(qian)位(wei)電(dian)壓(ya)。 

 

以前，瞬變電壓抑製（TVS）二極管在印刷電路板上有效地將瞬變箝位。傳統的（TVS）二極管是固態PN結器件
，低至5V的電壓也工作得很好。它們有快速的響應時間
，低的箝位電壓
，高的電流浪湧能力—全都是所希望的特性。不過，傳統TVS二極管的問題是低於5V以下會抬起它的頭。在這裏
，它們所采用的雪崩技術是個障礙。要在5V以下達致Stand-off電壓，要采用高度的摻雜（在1018/cm-3或以上）。這反過來

，又會引致更高的電容和漏電電流，兩者都會損害高性能的。傳統的TVS二極管具有電壓相關的電容
，隨電壓減少而增加。例如，在5V下，典型的ESD保護二極管會有400pF的結電容。我們可以想像一下，這樣的電容性負載加於100Base－TEthernet發射器或接收器的輸入節點
，或加於通用串行總線（USB）輸入

，會有甚麽問題。而且
，這些正正是最需要進行瞬變保護的那些電路類型。

 

低於5V電壓的情況下，傳統的TVS二極管並非真正的選項。但這也不是說你再無可選擇的了。由加州伯克萊大學和Semtech公司（加州NewburyPark市）共同開發的一種新技術

，提供了一直低至2.8V工作電壓的瞬變和ESD保護。你可以在一係列的TVS器件中去選定一種，具有合適的電容
，stand-off電壓，和箝位電壓來符合自己係統的要求。之後
，還要考慮應把該器件放在板上的甚麽地方，如何給電路板布線等問題。

 

在保護通路中的寄生電感會引起高電壓的過衝及令IC損壞。在快速上升時間瞬變的情況尤甚
，例如ESD。由ESD感應起的瞬變，據IEC1000-4-2的定義，會在不到1納秒（ns）內到達它的峰值。以走線電感20nH／寸來計算
，4份1寸走線自10A脈衝會引起50V的過衝。

 

你必須考慮所有可能的感應通路，包括地線返回通路，在TVS和保護線路之間的通路，以及由連接器至TVS器件的通路。而且，TVS器件應該盡可能地靠近連接器放置，以便將瞬變耦合到靠近的其他走線。

 

一塊10／100Ethernet板是需要進行瞬變保護的子係統。在Ethernet交換器和路由器中所用的器件是暴露在高能量，雷電感應瞬變之下的。而所用的深度次微米IC在設計上對過電壓鎖上又是極度敏感的。在典型係統裏
，每個端口所用的雙絞線對介麵由兩個不同的訊號對所組成—一yi對dui用yong於yu發fa射she器qi，另ling一yi對dui用yong於yu接jie收shou器qi。發fa射she器qi輸shu入ru通tong常chang是shi最zui容rong易yi受shou到dao損sun壞huai的de，在zai一yi個ge線xian路lu對dui中zhong會hui出chu現xian有you差cha異yi的de致zhi命ming性xing放fang電dian，並bing且qie透tou過guo變bian壓ya器qi以yi電dian容rong性xing地di耦ou合he到daoEthernetIC。

 

有一種情況是，訊號頻率很高（100Mbit/s）而供電電壓又低（典型是3.3V），保護器件必須有很低的容性負載，而其stand-off電壓遠低於5V。還hai有you另ling一yi種zhong情qing況kuang
，其qi中zhong在zai保bao護hu通tong路lu中zhong的de寄ji生sheng電dian感gan可ke以yi導dao致zhi很hen大da的de電dian壓ya過guo衝chong。為wei使shi效xiao率lv提ti到dao最zui高gao
，電dian路lu板ban的de布bu線xian應ying該gai是shi
，保bao護hu器qi和he受shou保bao護hu線xian路lu之zhi間jian的de通tong路lu必bi須xu減jian至zhi最zui低di，而er在zaiRJ45連接器和保護器之間的通路長度也減至最低。

 

 

越yue來lai越yue多duo的de係xi統tong其qi設she計ji是shi
，在zai係xi統tong仍reng然ran加jia電dian期qi間jian，允yun許xu插cha板ban或huo插cha頭tou隨sui時shi插cha入ru和he拔ba除chu。那na些xie插cha板ban或huo插cha頭tou會hui插cha入ru到dao或huo拔ba除chu自zi帶dai有you訊xun號hao，電dian源yuan線xian和he地di線xian的de插cha座zuo，而er且qie有you很hen高gao機ji會hui產chan生sheng瞬shun變bian。此ci外wai

，該gai係xi統tong還hai能neng夠gou動dong態tai地di調tiao整zheng其qi電dian源yuan
，以yi適shi應ying突tu然ran增zeng加jia或huo減jian少shao的de電dian流liu負fu載zai。

 

蜂feng窩wo電dian話hua或huo其qi他ta可ke攜xie電dian子zi設she備bei會hui無wu心xin地di帶dai電dian期qi間jian插cha入ru到dao或huo拔ba除chu自zi充chong電dian的de係xi統tong。這zhe同tong樣yang也ye會hui產chan生sheng瞬shun變bian。在zai這zhe裏li，除chu了le瞬shun變bian保bao護hu之zhi外wai，還hai需xu要yao有you能neng源yuan管guan理li以yi適shi應ying突tu然ran增zeng加jia或huo減jian少shao的de電dian流liu負fu載zai。

 

USB介麵的設計，是給桌麵係統與周邊設備之間
，提高一種高速的串行介接能力。還有


，UB介麵有一根電壓供電線
，可用來給連接著的周邊設備供電。如果沒有負載插入到USB插座裏，它就是個開路的插座。由人體靜電對該插座感應的ESD脈衝放電，會導通至電路板上
，並會輕易地損壞USB控製器。

 

你必須確保這種高速總線裏，無論數據線抑或電源線都采取了保護。並且，盡管能源管理已被寫入到USB的規格中，但ESD的保護卻還沒有。

 

TVS器件可以用來提供適當的ESD保護。元件的放置和通路的長度仍然是重要的設計問題。同樣的排布指南應該仔細參詳。務令TVS和受保護線之間的通路變短
，並且務令TVS器件盡可能靠近端口連接器。

按照USB規格的需要
，應該采用固體電路能源分發開關器進行能源管理。在PC主機中，它們提供短路電流保護和差錯報告給控製器IC。在USB周邊設備中，它們用來進行端口切換
，差錯報告和供電電壓斜降控製。

 

如果將PC的電流量變化與10年前的相比，增幅之大實在令人驚詫。再加上時鍾頻率的大幅增加
，使得PC和服務器處於極高的di/dt環境之下。例如，若L為2.5μH及C等於4×1500μF，在負載上的瞬變其數量級為200mV峰對峰值，恢複時間50微秒。使問題更複雜的還有令CPU進入睡眠之類的模式，然後迅速地喚醒起來
，所產生的瞬變是每微秒20至30A的範圍

，因而變成為能源管理上的頭痛問題。

 

從轉換器觀點來看，di/dt的值左右了對輸出電容的選擇
，更特定地是電容的等效串聯電阻（ESR）和等效串聯電感（ESL）。低di頻pin運yun作zuo的de轉zhuan換huan器qi需xu要yao用yong大da的de電dian容rong量liang來lai存cun儲chu兩liang個ge工gong作zuo周zhou期qi之zhi間jian的de電dian荷he，這zhe就jiu要yao采cai用yong電dian解jie電dian容rong。這zhe些xie電dian解jie電dian容rong雖sui然ran有you很hen大da的de電dian容rong量liang
，但dan隨sui之zhi而er來lai也ye有you大da的deESR和ESL，兩者都有違設計者心意的。此外，電解電容體積很大，不適合於表麵安裝技術和緊湊的封裝。

 

有一種代替的辦法可以降低ESR和ESL的de值zhi，簡jian化hua生sheng產chan過guo程cheng，減jian少shao實shi際ji體ti積ji。方fang法fa是shi采cai用yong稍shao高gao頻pin率lv的de轉zhuan換huan器qi，你ni就jiu可ke以yi選xuan擇ze陶tao瓷ci電dian容rong來lai代dai替ti電dian解jie電dian容rong，並bing且qie得de到dao上shang述shu的de優you點dian。同tong時shi，藉ji著zhe采cai用yong多duo相xiang轉zhuan換huan器qi的de方fang案an，你ni更geng可ke將jiang負fu載zai需xu求qiu分fen擔dan開kai來lai，每mei個ge轉zhuan換huan器qi隻zhi需xu較jiao少shao的de輸shu入ru電dian容rong，同tong時shi又you能neng提ti供gong相xiang同tong總zong量liang的de電dian流liu能neng力li。它ta的de另ling一yi個ge優you點dian是shi降jiang低di了le輸shu入ru紋wen波bo電dian流liu。在zai單dan相xiang轉zhuan換huan方fang案an中zhong，輸shu入ru紋wen波bo電dian流liu等deng於yu輸shu出chu的de紋wen波bo電dian流liu之zhi半ban。由you此ci，對dui20A係統而言
，其輸入紋波電流是10A。但是，對於四相轉換器方案，例如說，就會在這四個轉換器中平分這種輸出電流。現在每個供電為5A
，而它們的輸入紋波電流為2A。這就可以采用更小型
，更便宜的輸入電容器。

 

DellComputers公司（德州RoundRock市）替它的高速電腦和服務器係列開發了一種分立式，多相脈寬調製（PWM）控製器和反向DC-to-DC轉換器。其設計是要符合Intel公司的高級PentiumCPU之緊迫電能／能源管理的要求。該電路自此已由Semtech公司應Delldeyaoqiujiayijichengqilai。caiquleduoxiangkongzhiqihezhuanhuanqidefanganzhihou，nijiuyaotebiezhuyidianlubandebuxianwenti。gaopinxiadedadianliukaiguanhuiyingxiangdipingmianyoudianyadechayi。

 

電路的大電流部份應該先行布線，你應該采用地平麵（groundplate），或應該引入隔離或半隔離地平麵區域
，限製地電流進入特定區域。由輸入電容器和高端及低端驅動器輸出FET形成的回路包含了全部大電流，快速瞬變開關。連接上應寬即寬及應短則短
，以減少回路電感。這樣做就會降低電磁幹擾（EMI），降低地注入的電流，並將源振鈴減至最小以得到更可靠的門電路開關訊號。

 

在上述兩個FET接(jie)合(he)點(dian)與(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)感(gan)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)，應(ying)該(gai)是(shi)寬(kuan)的(de)徑(jing)跡(ji)，同(tong)時(shi)盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)短(duan)。輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)器(qi)應(ying)該(gai)盡(jin)可(ke)能(neng)靠(kao)近(jin)負(fu)載(zai)放(fang)置(zhi)。快(kuai)速(su)瞬(shun)變(bian)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)是(shi)由(you)這(zhe)個(ge)電(dian)容(rong)器(qi)提(ti)供(gong)的(de)，所(suo)以(yi)
，連(lian)接(jie)線(xian)應(ying)該(gai)既(ji)寬(kuan)且(qie)短(duan)，以(yi)便(bian)把(ba)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)阻(zu)減(jian)至(zhi)最(zui)小(xiao)。

控製器最好置於寧靜地平麵區域內，避免輸入電容器和FET回hui路lu中zhong的de脈mai衝chong電dian流liu流liu入ru這zhe個ge區qu域yu。高gao低di端duan地di電dian位wei參can考kao引yin腳jiao應ying該gai返fan回hui到dao極ji接jie近jin控kong製zhi放fang大da器qi封feng裝zhuang的de地di那na裏li。小xiao訊xun號hao模mo擬ni地di和he數shu碼ma地di應ying該gai連lian接jie到dao其qi中zhong一yi個ge輸shu出chu電dian容rong器qi的de地di端duan。決jue不bu可ke以yi返fan回hui到dao在zai輸shu入ru電dian容rong／FET回路內部的地。電流感測電阻回路應該保持盡可能的短。

 

 

suiranshangmiandelizishuomingleyixiefangfa
，keyuzhihebimianhunhexunhaoxitongdemouxiexianjing，danzhejuebushijuxiwuyide。meigexitongdouyouqizijidetiaozhanshixiang
，ermeigeshejishidouyouqidutedezhangaiyaotiaoyue。wulunduifudeshigengkunnandebaohu
，huogengyangedenengyuanguanli
，xuanzeqiadangdeyuanjianshishouxianjinxingdeshiqing。zaitiaozhanzhuanhuanqi，zhuanhuanqikongzhiqiheTVS保bao護hu器qi件jian方fang麵mian
，有you很hen廣guang泛fan的de選xuan擇ze範fan圍wei。把ba它ta們men放fang置zhi於yu電dian路lu板ban上shang的de正zheng確que地di方fang就jiu會hui顯xian出chu能neng源yuan管guan理li和he保bao護hu方fang麵mian有you效xiao與yu否fou的de差cha別bie。深shen思si熟shu慮lv的de布bu線xian和he地di平ping麵mian的de配pei置zhi則ze是shi第di叁san方fang麵mian的de關guan鍵jian問wen題ti。 用於低壓電路的TVS電壓低於5V時
，傳統的PN結型TVS實際上完全不起作用。不過

，有一種增強式穿通二極管（EPD），由加州柏克萊大學和Semtech公司研製出來。

 

和雪崩式TVS二極管傳統的PN結構不同，這種EPD器件采用了更複雜的n+p+p-n+四層結構。它在p+和P-層采用輕摻雜，防止反向偏置的n+p+結會進入雪崩狀態。

 

選擇npn結構而不是pnp結構，是因為它有更高的電子遷移率和改進的箝位特性。藉著小心架構製造P-基區，結果得到的器件於2.8V至3.3V電壓範圍內，取得了出色的漏電
，箝位和電容特性。

 

 

Intel的PentiumⅡ規格裏，要求在500ns內電流由5A增高至20A，轉換率為每微秒30A。而SemteckSC1144多相PWM控製器的能力還勝於任務所要求的。它提供了對多達四個反向DC-to-DC轉換器的控製，得到所需的速度和精度。內建的5位元DAC可讓輸出電壓作編程輸出
，由1.8至2.05V按50mV增量進行，由20至3.5V按100mV增量進行。

這種多相技術產生了由90度相移分開的四個精確輸出電壓。然後，這四個經數碼式相移的輸出一起求和，以得到所需的輸出電壓和電流容量。

 

以每個轉換器工作於2MHz來看
，設計師可以采用陶瓷電容而非電解電容，並且得到體積小，可表麵安裝，以及更低的ESR和ESL的好處。