通孔的电容

2011-06-12 20:38:58来源: 互联网

每个通孔都有对地寄生电容。因为通孔的实体结构小,其特性非常像集总线路元件。我们可以在一个数量以内估算一个通孔的寄生电容的值:

其中,D2=地平面上间隙孔的直径,IN
      D1=环绕通孔的焊盘的直径,IN
      T=印刷电路板的厚度,IN
      ∑=电路板的相对导磁率
      C=通孔寄生容量,PF

当焊盘大小接近间隙孔直径的时候,焊盘会产生更多的电容。如果地层的间隙孔必须保持足够小,以维持地平面的连续性,那么就要减小或去除地层上的焊盘。对于走线通孔,如果在该层上有一些穿破,是不会有问题的。

通孔电容使数字信号的上升沿减慢或变差,这是它的主要影响。

上式假设每层上都有一个焊盘。有的设计者省略了一些布线层上没有边接走线的焊盘,这使得寄生电容略微减少。在许多实际情况下,寄生电容非常小,完全可以不考虑它。

如果必须要预先知道通孔的电容,可以使用一个实体模型来测算。当建立实体模型时,要使用电容的比例原理。

一个通孔或走线比例模型的电容是实际通孔电容的X倍,其中,X是模型的比例。

举例来说,图7.4表示了一个简单的焊盘模型,由铝箔和硬纸板构成,这是一个表面贴装设计走线通孔的100:1比例模型。中央的管子表示电镀孔的内表面。直径是1.6IN。管子两端的爆盘的直径是2.8IN。与地平面之间的间隙为5.0IN。从这些尺寸测算的电容值结果为11.0PF,按比例缩小100,在空气中的实际电容是0.11PF。由于实际的电容将会嵌入在FR-4中,其相对导磁率真为4.7,所以该通孔的电容将接近0.5PF。

与实际完工的通孔电容相比,相对较大的11PF电容的精确测算要容易得多。此外,制作实体模型是非常有趣的事情。

让我们用上式再核算一下所测算的电容值:

不要期望公式在所有的时候都会如此接近。

对于一个50欧传输线,这个通孔将会有多大影响呢?实际的通孔将使10~90%上升时间变差:

27PS确实是个非常小的时间间隔。

如果必须要经常进行焊盘的电容测算,可以投资购买电磁场模型软件。这些程序包能够精确地构造电感和电容三维空间模型。

关键字:电容

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0612/article_9950.html
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