尖峰電流的形成：

 

數字電路輸出高電平時從電源拉出的電流Ioh和低電平輸出時灌入的電流Iol的大小一般是不同的
，即：Iol＞Ioh。以下圖的TTL與非門為例說明尖峰電流的形成：

 

 

輸出電壓如右圖（a）所示，理論上電源電流的波形如右圖（b），而實際的電源電流保險如右圖（c）。由圖（c）可ke以yi看kan出chu在zai輸shu出chu由you低di電dian平ping轉zhuan換huan到dao高gao電dian平ping時shi電dian源yuan電dian流liu有you一yi個ge短duan暫zan而er幅fu度du很hen大da的de尖jian峰feng。尖jian峰feng電dian源yuan電dian流liu的de波bo形xing隨sui所suo用yong器qi件jian的de類lei型xing和he輸shu出chu端duan所suo接jie的de電dian容rong負fu載zai而er異yi。

 

產生尖峰電流的主要原因是：

 

輸出級的T3
、T4管短設計內同時導通。在與非門由輸出低電平轉向高電平的過程中

，輸入電壓的負跳變在T2和T3的基極回路內產生很大的反向驅動電流
，由於T3的飽和深度設計得比T2大，反向驅動電流將使T2首先脫離飽和而截止。T2截止後，其集電極電位上升，使T4導通。可是此時T3還未脫離飽和，因此在極短得設計內T3和T4將同時導通，從而產生很大的ic4，使電源電流形成尖峰電流。圖中的R4正是為了限製此尖峰電流而設計。

 

低功耗型TTL門電路中的R4較大

，因此其尖峰電流較小。當輸入電壓由低電平變為高電平時，與非門輸出電平由高變低，這時T3、T4也可能同時導通。但當T3開始進入導通時，T4處於放大狀態，兩管的集－射間電壓較大，故所產生的尖峰電流較小，對電源電流產生的影響相對較小。

 

產生尖峰電流的另一個原因是負載電容的影響。與非門輸出端實際上存在負載電容CL
，當門的輸出由低轉換到高時，電源電壓由T4對電容CL充電，因此形成尖峰電流。

 

當與非門的輸出由高電平轉換到低電平時
，電容CL通過T3放電。此時放電電流不通過電源，故CL的放電電流對電源電流無影響。

 

尖峰電流的抑製方法：

 

1、在電路板布線上采取措施，使信號線的雜散電容降到最小
；

 

2、 另一種方法是設法降低供電電源的內阻，使尖峰電流不至於引起過大的電源電壓波動；

 

3
、 通常的作法是使用去耦電容來濾波
，一般是在電路板的電源入口處放一個1uF～10uF的去耦電容，濾除低頻噪聲；在電路板內的每一個有源器件的電源和地之間放置一個0.01uF～0.1uF的去耦電容（高頻濾波電容）
，用yong於yu濾lv除chu高gao頻pin噪zao聲sheng。濾lv波bo的de目mu的de是shi要yao濾lv除chu疊die加jia在zai電dian源yuan上shang的de交jiao流liu幹gan擾rao，但dan並bing不bu是shi使shi用yong的de電dian容rong容rong量liang越yue大da越yue好hao，因yin為wei實shi際ji的de電dian容rong並bing不bu是shi理li想xiang電dian容rong，不bu具ju備bei理li想xiang電dian容rong的de所suo有you特te性xing。

 

去耦電容的選取可按C=1/F計算
，其中F為電路頻率，即10MHz取0.1uF，100MHz取0.01uF。一般取0.1~0.01uF均可。

 

放(fang)置(zhi)在(zai)有(you)源(yuan)器(qi)件(jian)傍(bang)的(de)高(gao)頻(pin)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)的(de)作(zuo)用(yong)有(you)兩(liang)個(ge)，其(qi)一(yi)是(shi)濾(lv)除(chu)沿(yan)電(dian)源(yuan)傳(chuan)導(dao)過(guo)來(lai)的(de)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)

，其(qi)二(er)是(shi)及(ji)時(shi)補(bu)充(chong)器(qi)件(jian)高(gao)速(su)工(gong)作(zuo)時(shi)所(suo)需(xu)的(de)尖(jian)峰(feng)電(dian)流(liu)。所(suo)以(yi)電(dian)容(rong)的(de)放(fang)置(zhi)位(wei)置(zhi)是(shi)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)。

 

實際的電容由於存在寄生參數，可等效為串聯在電容上的電阻和電感，將其稱為等效串聯電阻（ESR）和等效串聯電感（ESL）。這樣，實際的電容就是一個串聯諧振電路，其諧振頻率為：

 

 

實際的電容在低於Fr的頻率呈現容性，而在高於Fr的頻率上則呈現感性，所以電容更象是一個帶阻濾波器。

 

10uF的電解電容由於其ESL較大，Fr小於1MHz，對於50Hz這樣的低頻噪聲有較好的濾波效果，對上百兆的高頻開關噪聲則沒有什麼作用。

 

電容的ESR和ESL是shi由you電dian容rong的de結jie構gou和he所suo用yong的de介jie質zhi決jue定ding的de
，而er不bu是shi電dian容rong量liang。通tong過guo使shi用yong更geng大da容rong量liang的de電dian容rong並bing不bu能neng提ti高gao抑yi製zhi高gao頻pin幹gan擾rao的de能neng力li，同tong類lei型xing的de電dian容rong
，在zai低di於yuFr的頻率下，大容量的比小容量的阻抗小，但如果頻率高於Fr，ESL決定了兩者的阻抗不會有什麼區別。

 

dianlubanshangshiyongguoduodedarongliangdianrongduiyulvchugaopinganraobingmeiyoushenmebangzhu，tebieshishiyonggaopinkaiguandianyuangongdianshi。lingyigewentishi，darongliangdianrongguoduo，zengjialeshangdianjirechabadianlubanshiduidianyuandechongji，rongyiyinqirudianyuandianyaxiadie、電路板接插件打火
、電路板內電壓上升慢等問題。

 

PCB布局時去耦電容擺放

 

duiyudianrongdeanzhuang，shouxianyaotidaodejiushianzhuangjuli。rongzhizuixiaodedianrong，youzuigaodexiezhenpinlv，quoubanjingzuixiao，yincifangzaizuikaojinxinpiandeweizhi。rongzhishaodaxiedekeyijulishaoyuan，zuiwaicengfangzhirongzhizuidade。danshi，suoyouduigaixinpianquoudedianrongdoujinliangkaojinxinpian。

 

下麵的圖1就是一個擺放位置的例子。本例中的電容等級大致遵循10倍等級關係。

 

 

還hai有you一yi點dian要yao注zhu意yi
，在zai放fang置zhi時shi
，最zui好hao均jun勻yun分fen布bu在zai芯xin片pian的de四si周zhou，對dui每mei一yi個ge容rong值zhi等deng級ji都dou要yao這zhe樣yang。通tong常chang芯xin片pian在zai設she計ji的de時shi候hou就jiu考kao慮lv到dao了le電dian源yuan和he地di引yin腳jiao的de排pai列lie位wei置zhi，一yi般ban都dou是shi均jun勻yun分fen布bu在zai芯xin片pian的de四si個ge邊bian上shang的de。因yin此ci，電dian壓ya擾rao動dong在zai芯xin片pian的de四si周zhou都dou存cun在zai，去qu耦ou也ye必bi須xu對dui整zheng個ge芯xin片pian所suo在zai區qu域yu均jun勻yun去qu耦ou。如ru果guo把ba上shang圖tu中zhong的de680pF電容都放在芯片的上部，由於存在去耦半徑問題

，那麼就不能對芯片下部的電壓擾動很好的去耦。

 

電容的安裝

 

在安裝電容時
，要從焊盤拉出一小段引出線，然後通過過孔和電源平麵連接，接地端也是同樣。這樣流經電容的電流回路為：電源平麵->過孔->引出線->焊盤->電容->焊盤->引出線->過孔->地平麵，圖2直觀的顯示了電流的回流路徑。

 

 

第一種方法從焊盤引出很長的引出線然後連接過孔，這會引入很大的寄生電感，一定要避免這樣做，這是最糟糕的安裝方式。

 

第二種方法在焊盤的兩個端點緊鄰焊盤打孔，比第一種方法路麵積小得多，寄生電感也較小，可以接受。

 

第三種在焊盤側麵打孔
，進一步減小了回路麵積
，寄生電感比第二種更小，是比較好的方法。

 

disizhongzaihanpanliangcedoudakong，hedisanzhongfangfaxiangbi，xiangdangyudianrongmeiyiduandoushitongguoguokongdebinglianjierudianyuanpingmianhedipingmian，bidisanzhongjishengdiangangengxiao

，zhiyaokongjianyunxu
，jinliangyongzhezhongfangfa。zuihouyizhongfangfazaihanpanshangzhijiedakong，jishengdianganzuixiao
，danshihanjieshikenenghuichuxianwenti，shifoushiyongyaokanjiagongnenglihefangshi。

 

需要強調一點：youxiegongchengshiweilejieshengkongjian，youshirangduogedianrongshiyonggonggongguokong
，renheqingkuangxiadoubuyaozheyangzuo。zuihaoxiangbanfayouhuadianrongzuhedesheji，jianshaodianrongshuliang。

 

由於印製線越寬，電感越小，從焊盤到過孔的引出線盡量加寬
，如果可能，盡量和焊盤寬度相同。這樣即使是0402封裝的電容
，你也可以使用20mil寬的引出線。引出線和過孔安裝如圖4所示，注意圖中的各種尺寸。

 

 

以上內容轉載自電磁兼容測試微信公眾號。

 

 

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