如何選擇旁路電容

如圖6.14所示，當(dāng)我們把一個(gè)旁路電容C放在被測(cè)設(shè)備上時(shí)，期望有好的，干凈的RC上升時(shí)間。我們希望得到大的源端阻抗，如1K。在圖6.14的測(cè)試裝置中，源端阻抗小，因此得到一個(gè)完全不同的結(jié)果。RC上升時(shí)間加快，引腳電感和ESR的旁路應(yīng)用中，通常源端阻抗是1歐數(shù)量級(jí)的，速度是在納秒，能直接測(cè)量引腳電感和ESR的影響。在數(shù)字旁路應(yīng)用中，通常源端阻抗是1歐數(shù)量級(jí)的，速度是在納秒范圍的，因此這樣考慮旁路元件的方法是合理的。

圖8.11的典型畫(huà)出了一個(gè)實(shí)際的0.1UF旁路電容的階躍響應(yīng)。響應(yīng)分別采用10NS/刻度和2NS/刻度繪出。兩個(gè)曲線圖分別把測(cè)試夾具的開(kāi)路響應(yīng)和被測(cè)電容的響應(yīng)疊加在一起。

階躍響應(yīng)顯示了三個(gè)明顯的特征：一個(gè)尖峰、一個(gè)階躍和一條慢的完整斜坡。通過(guò)正確地分折這些特性，可以確定待測(cè)器件的引腳電感，ESR和電容。

1、起初的2NS是一個(gè)短的尖峰。產(chǎn)生這個(gè)尖峰是由于引腳電感的作用。我們可以用尖峰下的面積來(lái)估算引腳電感。

其中：RS=測(cè)試夾具的源端阻抗，Ω
A=尖峰下的面積V-S
△V=測(cè)試夾具的開(kāi)路階躍電壓，V
L=引腳電感，H

2、緊接在尖峰之后的波形相對(duì)平坦，偏移在零以上。這種形態(tài)是由電容的ESR引起的，在這個(gè)時(shí)刻，電容還沒(méi)有開(kāi)放充電。在這個(gè)時(shí)刻，電容的一個(gè)好模型是只有ESR直接連接到地。由測(cè)試夾具的源端阻抗插進(jìn)電容的ESR形成的電阻分壓器，所產(chǎn)生的電壓近似與ESR成正比。

其中：RS=測(cè)試夾具的源端電阻，Ω
X=尖峰后測(cè)量的階躍電壓，V
△V=測(cè)試夾具的開(kāi)路階躍電壓，V

在階躍保持之后，慢慢地傾斜增加。這是由于電容慢慢地充電的效果。充電速率DV/DT等于充電電流除以電容。充電電流約等于測(cè)試電路的開(kāi)路電壓除以源端阻抗。

其中：R=測(cè)試夾具的源端電阻，Ω
X=尖峰后測(cè)量的階躍電壓，V
△V=測(cè)試夾具的開(kāi)路階躍電壓，V
DV/DT=斜坡的充電速率，V/S
C=電容，F(xiàn)

當(dāng)查看尖峰時(shí)候，記住引腳電感和ESR都是在該時(shí)刻起作用的。如果首先計(jì)算ESR，然后當(dāng)測(cè)量尖峰下面積時(shí)即可減去它的影響。圖8.11中的2NS/刻度上顯示的三條線分別是測(cè)試夾具開(kāi)路波形、直接測(cè)量響應(yīng)波形、直接測(cè)量響應(yīng)的副本按比例減去開(kāi)路波形的副本。這種減法解決了ESR的影響。這里的減法和面積測(cè)量是使用TEKTRONX 11403數(shù)字示波器的功能進(jìn)行的。

圖8.11的響應(yīng)表明引腳電感是4NH，ESR是1.1歐，電容是0.072UF。