ESR und ESL, kleines Paket gegen großes (SMD)

Ich habe mich gefragt, ob jemand erklären könnte, warum größere Gehäusekondensatoren (1210) mehr ESL und ESR haben sollen als ein kleineres - sagen wir 0603-Gehäuse?

Ich würde mir vorstellen, dass das größere Gehäuse für eine mehrschichtige Keramik im Wesentlichen immer noch viele 0603-Äquivalente parallel enthält. Angenommen, wir vergleichen ein 0,1-1uF 0603 mit einem ~ 10uF 1210-Paket. Wäre das 10uF nicht effektiver für die Entkopplung? Warum werden kleinere Pakete zum Entkoppeln empfohlen, wenn größere Pakete in meinen Augen "besser" erscheinen?

Danke vielmals!

Im Allgemeinen erhöhen größere Kondensatorpakete die Stromschleife durch das Teil, sodass die Induktivität (ESL) größer ist. In ähnlicher Weise bedeutet das zusätzliche Material, dass der Widerstand (ESR) höher ist. Wenn Sie ESL und Kapazität für Entkopplungsanwendungen zusammenfügen, erhalten Sie einen LC-Tankkreis mit einer Resonanzfrequenz, die mit zunehmender Induktivität und Kapazität abnimmt. Der ESR in dieser Schaltung repräsentiert die minimale Impedanz bei Resonanz.

Beim Entkoppeln möchten Sie normalerweise eine bestimmte Impedanz über den Betriebsfrequenzbereich des betreffenden Geräts unterschreiten. Um dies zu erreichen, benötigen Sie mehrere LC-Schaltungen, die verschiedene Teile dieses Frequenzspektrums abdecken. Aus diesem Grund benötigen Sie verschiedene Kondensatorgrößen.

Um Ihren gewünschten ESR zu erreichen, benötigen Sie möglicherweise auch mehrere Kondensatoren parallel anstatt einen, da der ESR ebenfalls parallel verläuft und daher niedriger ist.

Beachten Sie als letzten Hinweis auch, dass das von Ihnen verwendete Escape-Muster (Position und Anzahl der Durchkontaktierungen und Spuren) von Entkopplungskappen die Entkopplungsleistung ebenfalls dramatisch beeinflussen kann, da sie die Induktivität erhöhen. Wenn Sie unter 0201 Kappen kommen, können Sie feststellen, dass die Gesamtinduktivität tatsächlich aus diesem Grund mit kleinerer Kappengröße zunimmt .

Weitere Informationen hier:

Zusätzliche Information

Kleinere Pakete haben andere Resonanzpunkte als größere Pakete. Größere Gehäuse haben auch höhere Leitungsinduktivitäten (Sie müssen über Durchgangslochgehäuse nachdenken).

Kleinere Pakete sind für hohe Geschwindigkeiten immer besser, da sie die Länge reduzieren, die ein Signal zurücklegen muss. Wie Sie wissen, treten beim Hochgeschwindigkeitsdesign umso mehr Probleme auf, je länger die Länge ist. Aus diesem Grund können FGPAs auch auf vielen Pfaden so schnell arbeiten, da die Pfade alle auf einem so kleinen Gebiet überfüllt sind.

Irgendwo online gibt es eine gute Analyse der smd-Paketgrößen (ich habe den Link nicht, habe ihn aber gesehen). Es geht darum, warum man sowohl große als auch kleine Größen zum Umgehen verwenden sollte, was mit Resonanz zu tun hat. Das Entkoppeln ist jedoch eine andere Geschichte. Es hängt alles davon ab, welche Art von Signal Sie entkoppeln möchten.

Kleiner ist im Allgemeinen besser, weil man so den Signalweg reduzieren kann. Das ist immer gut. Es ist jedoch nicht immer so, dass der kleinere besser ist (Sie haben andere Probleme wie Übersprechen).

Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie parallel arbeiten, einige Faktoren reduzieren und andere erhöhen können. Wenn Sie parallele Widerstände verwenden, können Sie deren Widerstand verringern, aber ihre Kapazität erhöhen. Dies kann eine höhere Kapazität sein, als wenn Sie nur einen Widerstand mit dem kombinierten Widerstand verwendet hätten.

Beim Umgang mit Entkopplungskondensatoren ist ein weiterer Faktor die Leckage. Diese Parallelkondensatoren erhöhen die Leckage. Dies ist normalerweise ziemlich schlecht für die Entkopplung, da Sie nicht so entkoppelt sind, wie Sie möchten.