关于如何选择高速高密度PCB设计中的电容器

      现在高速高密度已成为电子产品的重要发展趋势之一。与传统的PCB 设计相比，高速高密度PCB 设计面临不少新挑战，对所使用的电容器提出很多新要求，很多传统的电容器已不能用于高速高密度PCB。

       为此，我们结合高速高密度PCB 的基本特点，分析了电容器在高频应用时主要寄生参数及其影响，指出了需要纠正或放弃的一些传统认识或做法，总结了适用于高速高密度PCB 的电容器的基本特点，同时也会介绍适用于高速高密度PCB 的电容器的若干新进展。

       1 电容器高频应用时寄生参数的影响 

       大量的理论研究和实践都表明，高速电路必须按高频电路来设计。对高速高密度PCB中使用的电容器，基本要求是高频性能好和占用空间小。实际电容器都有寄生参数。对高速高密度PCB 中使用的电容器，寄生参数的影响尤为重要，很多考虑都是从减小寄生参数的影响出发的。

       实际电容器的寄生参数较多，主要的寄生参数是等效串联电阻RS 和等效串联电感LS。在分析电路时，为简便计，通常采用图1 所示的简化电容器等效模型。一般认为，RS 是由电容器的引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻串联构成，LS 是由电容器的引脚电感与电容器两个极板的等效电感串联构成。
电容器的等效阻抗为

       在高速高密度PCB 设计中，选择和应用电容器时，需要纠正或放弃一些传统的认识与做法。电容器的实际应用效果，不仅取决于其自身的性能，而且与应用设计和PCB 上的具体情况密切相关，只有将这些因素综合加以考虑，所得出的结论才能准确地反映电容器在电路中的作用。 

       对电容器较复杂的应用设计，作理论分析可能较困难。UltralCAD Design 公司提供专门的计算机辅助分析软件，能很好地解决这一问题。

       2 适用于高速高密度PCB 的电容器的基本特点

       在高速高密度PCB 设计中，虽然不同的具体应用对电容器的具体要求不尽相同，但大多要求电容器具有以下基本特点。 

       2.1 片式化 

       片式电容器的寄生电感几乎为零，总的电感可以减小到元件本身的电感，通常只是传统电容器寄生电感的1/3~1/5，自谐振频率可达同样容量的带引线电容器的2 倍（也有资料说可达10 倍）。所以，高速高密度PCB 中使用的电容器，几乎都选择片式电容器。 

       2.2 微型化 

       片式电容器的封装尺寸由1206、0805 向0603、0402、0201 等发展、主流已由0603 过渡到0402。Murata Manufacturing 公司已经生产出 01005 的微型电容器［8］。微型化不仅满足了高密度的需要，而且可以减小寄生参数和分布参数的影响。