デカップリングコンデンサをグランドプレーンに直接接続する


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ICがグランドプレーンに接地されている場合は、次に示すように、デカップリングコンデンサを片側のVDDに接続し、反対側のグランドプレーンに直接接続することは許容できると常に思っていました。

これは間違っていますか?

しかし、インターネットの奥行きからこの綴りが正しくないこのガイドを理解すると、私はずっと間違っていたことがわかります。正しい方法は、ICの接地ピンからコンデンサまでトレースを実行し、接地面に接続することです。

これは正しいですか?

私はd)を使用していたと思いますが、これはどういうわけか間違っています。より経験のある人は、このトピックについていくつかの光を当てることができますか?これらのうちどれが好ましい方法ですか?ありがとうございました。


d)が間違っており、f)が正しい-説明を参照してください。なんで気付かなかったの?
Leon Heller

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@LeonHeller「VCCとGNDはDeCapを介さずに電源ノイズ電流フローにつながる。DeCapは効果がない」という文は、世界中のすべての人に完全な説明であるとは思いません。ほとんどの人は飛行機を単なる短絡回路と見なし、一部の専門家でさえ、そのため特にDにとって、それは非常に欠けています。a、c、eが悪いことはより明白であり、bはより少ない量です。そのため、この質問は有効だと思います。
Asmyldof

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アスミルドフに同意します。これは重要な質問であり、それらの例は、リップルノイズを消費し、ICの高負荷用の電荷を蓄積するためのそのコンデンサーの全体的なポイントが愚かに不明確です。聞いてください。
ARMATAV 2015年

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価値があることについては、画像の例「a」と「c」のコメントはBSです。私はあなたが画像を見つけた情報源をあまり信用しません。
Photon

回答:


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それは、電流が流れる方向、それがどれほど難しいか、そしてそれが何を引き起こす可能性があるかに関係しています。

たとえば、dで発生するのは、uCからのスイッチングノイズが妥当な電流スパイクをとることがあることです。これらの電流は、グランドプレーンとその容量とインダクタンスのセットに直接注入されます。ある段階では、そのエネルギーはデカップリングコンデンサによって部分的に補償されますが、遅すぎます。スパイクは既にグラウンドドメインにあり、電流は単なる金属板ではないため、グラウンドプレーンに沿ってスパイクまたは発振を引き起こす可能性があります。他の銅エリアへのそれ自身のインダクタンスとキャパシタンスに関して、その内部で行われている非常に難しい数学的方程式があります。

グランドプレーンで実際のリングを実現するのは簡単ではありませんが、特に小さなループを使用すると、毎日すべての日光を想定するよりも、発生する可能性が低いボギーマンを使用する方が適切です。

両方のトラックで、すべてのノイズスパイクが他の何かを見る前に常にコンデンサーを見るようにしたいので、電源プレーンではなくコンデンサーからエネルギーを取り、システムの残りの部分に直接ノイズを注入することを好みます。

編集:

Dを使用する理由は(限られた)あります。最初の画像の場合は、1つである可能性があります。コンポーネントがキャップを直接見るためにトレースを長くする必要がある場合、プレーンへのビアは2つの悪のうち小さい方です。長いトレースは、uC / complex-chipで利用可能なスイッチング電流をピンチオフします。そして、基板の下でそれを実行した場合(それがまれである可能性があります)、チップにノイズを生成するためにそれらの電流を使用する可能性があります。しかし、一般に、両方のトレースで最初に静電容量を確認するチップのルールは適切であり、ほとんどのuC / uP / FPGAタイプのデバイスには、非常に短いトレースでこれが可能なようにピンがあります。ATTinyおよびPICタイプファミリーの一部は除外されていますが、1つの$に何が必要ですか?

ただし、Tiny261ファミリには多くのADがあり、両方のドメインの電源ピンを互いに隣接させることを選択したことがわかります。一致?


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それはすべて、特定のコンポーネントのスイッチング特性と特定のPCBに依存します。ほとんどのデザインでは、それはまったく問題になりません。重要な設計では、スイッチング周波数が非常に高い場合、デカップリングコンデンサに悩まされる理由を理解する必要があります。クロックエッジが発生すると、スイッチ内の多くのトランジスタが同時に動作し、すべてが正常に動作するには、VDD電源が安定している必要があります。そうしないと、出力が正常に動作しません。そして、それらすべてが実際に他のタンシスターゲートを駆動しているため、初期電流は非常に高くなっています。したがって、電流パルスはデカップリングコンデンサからのものです。それとICピンの間のトレースインダクタンスが高い場合、十分な電流が流れません。これは、0201キャップが必要になる場合がある理由です。ケースが小さいほどインダクタンスが小さくなります。さて、ビアは通常、数mmトレースよりも低いインダクタンスを持っています。プレーンにあまり穴がない場合、プレーンのインダクタンスはほとんどゼロです。


ああ、なるほど、この部分はもうはっきりしているようです。これで、ビアのインダクタンスはトレースのインダクタンスよりもはるかに低いと述べました。コンポーネント、ピン、またはその他のトレースの周りを長時間トレースする必要があるピンを接続する必要がある状況では、グラウンドプレーンにビアを追加してピン間に小さなショートカットを追加するほうが価値があるか、またはグランドプレーンは可能な限りそのままで、トレースが長くなったとしても、実行可能な限り、1つのレイヤー内のすべての周りをトレースしますか?
私は私がやっているは考えていない

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うわー、それは百万ドルの質問です。無傷の平面と短いトレースのバランスを維持する必要があります。トレースは、高速スイッチングを期待しない場合や、厚いトレースを使用する場合、コンデンサがある場合など、より広く使用される場合があります。一方、飛行機は単一の穴によって破壊されないので、それはあなたの常識についてです。そしてもちろん、ほとんどのデザインではそれほど大きな違いはないことがわかります。通常、近接デカップリングコンデンサで十分です。0.5GHz以上のチップの設計は非常に注意深くなければならず、それ以下では常識を使用します。
Gregory Kornblum、2015年

そして、常に2番目のレイアウトのために時間とお金を確保してください。
Gregory Kornblum、2015年
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