低ESL電容器減少貼裝面積設計攻略

長(cháng)寬逆轉電容器（1.0 x 0.6mm尺寸、4.3µF）的高頻情況下的阻抗和2個(gè)MLCC(0.6 x 0.3mm、1µF)具備同等的阻抗，因此可以用2個(gè)MLCC代替1個(gè)長(cháng)寬逆轉電容器。

3端子電容器(1.0 x 0.5mm尺寸、4.3µF)的高頻情況下的阻抗同等于4個(gè)MLCC的阻抗，因此可以用4個(gè)MLCC代替1個(gè)3端子電容器。

圖5中，根據3端子電容器的使用，來(lái)說(shuō)明減少MLCC的原理。這里為了方便起見(jiàn)，只考慮過(guò)孔、走線(xiàn)以及電容器的簡(jiǎn)單結構。

（1） 旁路電容中使用MLCC的事例。此時(shí)的環(huán)路阻抗會(huì )根據過(guò)孔和走線(xiàn)以及MLCC的電感成分達到阻抗的總值。

（2） 為用1個(gè)MLCC來(lái)替換一個(gè)3端子電容器。3端子電容器比MLCC的ESL低，所以環(huán)路阻抗的總值也會(huì )減少。因此，可以抑制因環(huán)路阻抗導致的電壓的變動(dòng)。

另外，再說(shuō)明下3端子電容器的另一個(gè)使用方法。如用旁路電容來(lái)代替3端子電容器時(shí)，如果和MLCC具有同樣的環(huán)路阻抗（電壓波動(dòng)水平相同）就行的話(huà)，不僅僅電容器阻抗的區別，還能設計成長(cháng)的走線(xiàn)。（圖5（3））。利用這種走線(xiàn)的長(cháng)度，可以將幾個(gè)電源端子集合成一個(gè)3端子電容器組合。于是就變成像圖6一樣，3端子電容器將許多的旁路電容器集合起來(lái)，從而減少了元件數量。此時(shí)走線(xiàn)的長(cháng)度使得走線(xiàn)部分的阻抗增加，電容器的阻抗減少，但是總阻抗卻不會(huì )改變。

但是當走線(xiàn)細而長(cháng)時(shí)，走線(xiàn)的電感為加大電容器阻抗的差距，而降低了效果。因此，為了減少走線(xiàn)的電感成分，走線(xiàn)的寬度應變大，旁路電容實(shí)際安裝的面積，推薦連接電源強化并聯(lián)效果。

阻抗的測定結果

現在，據記載一些面向智能手機的IC應用的參考設計中，有超過(guò)100個(gè)的0201尺寸、1µF的MLCC來(lái)作為電源用的旁路電容。

其中，推薦一些核心電源線(xiàn)中并聯(lián)使用了10個(gè)以上的旁路電容、其他很多的電源線(xiàn)中也并聯(lián)使用了2到3個(gè)電容器。

將這些電容器從MLCC更換成低ESL電容器，在減少個(gè)數的同時(shí)，環(huán)路阻抗的測試結果如圖7所示。因為使用了低ESL電容器的關(guān)系，既維持了相同的環(huán)路阻抗又將MLCC的個(gè)數從原來(lái)的100個(gè)減少到32個(gè)。也就是說(shuō)，總共減少了68個(gè)MLCC。此外，更換成低ESL電容器還能使IC應用和它周?chē)碾娙萜魉紦拿娣e減少35mm2 。



結語(yǔ)

正確使用最新的小型大容量的低ESL電容器的話(huà)，IC電源用的MLCC的數量能夠減少1/2，還能大幅度減少MLCC所占據的貼裝面積。今后小型大容量的低ESL電容器將被商品化，為削減元件數和減少貼裝面積做出貢獻。