我正在学习用 MCU 制作我的第一个 PCB,并查看电源方案,它需要 12 x 100nF 电容器。我的问题是为什么有 12 个而不是 1 x 1uF 和 2 x 100nF(我看到选择的值有限,但这些也是流行的值)?这将节省空间和制造成本。我还假设这些是并联的以增加电容,这是一个错误的假设吗?谢谢您的帮助。
编辑:感谢您的所有好建议,由于请求,这里是数据表: STM32F446xC 数据表
我正在学习用 MCU 制作我的第一个 PCB,并查看电源方案,它需要 12 x 100nF 电容器。我的问题是为什么有 12 个而不是 1 x 1uF 和 2 x 100nF(我看到选择的值有限,但这些也是流行的值)?这将节省空间和制造成本。我还假设这些是并联的以增加电容,这是一个错误的假设吗?谢谢您的帮助。
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每个去耦电容器的存在是为了在负载(您的 MCU)切换并非常快速地需要更多电流时提供电流。电源需要时间来响应这种瞬态需求并增加其电流输出以阻止电源轨下降。与电源的连接具有阻抗,这也会减慢其对负载的响应。因此,当 MCU 发生切换时,您可以使用去耦电容器来提供这些快速瞬态电流,并在稳定负载期间重新充电。
电容器具有电容值,除其他特性外,还具有在某些工作频率下指定的等效串联电阻 (ESR) 值。ESR 可以看作是与电容器串联的电阻。
使用 12 x 100 nF 电容器并联并紧密放置而不是 1 x '1200 nF' 电容器将提供相同的电容,但 ESR 较低,因为所有 12 个电容器 ESR 彼此并联。由于互连的 PCB 走线具有阻抗,因此它不会给出单个电容器的总 ESR 的 12 分之一,但它比单个电容器的 ESR 低得多。
在这里,您的 MCU 建议在多个 (12?) MCU 电源引脚的每一个附近放置一个电容器。现在,与在它们之间共享一个更大的电容器相比,每个电源引脚都可以看到附近的 ESR 更低(因此瞬态电流响应更快)的电容器。
为了补充已经在这里的好答案:只有当您可以忽略连接它们的导线的电阻和电感时,您才可以将多个并联的电容器替换为它们的电容总和。在高频下,尤其是电线的电感变得难以忽视,所以你不能这样做。
请注意电容器的寄生 R 和 L。在这里,我们有 12 X 100n 与 1X 4.7u 并联 如果电容器是理想的,则不需要 12 X 100n
事实上,4.7uF 将具有显着的自感,因此在几 MHz 以上具有高阻抗,而 100nF 可提供高达更高频率的低阻抗。在这些频率下,1200nF 会更糟。将 10nF 与 100nF 并联以提供高达 GHz 范围的良好去耦的情况并不少见。10nF 电容具有更好的电介质,因此它们具有更低的寄生效应,但您无法在相同尺寸的封装中安装太多电容。
也正如其他人所说,保持电源引脚和接地短路,否则盖子没有效果。
始终检查数据表; https://www.farnell.com/datasheets/2167237.pdf
构建电路总是比原理图更难,但它确实是一项有趣的工作。