PCB过孔的寄生电容和电感

PCB过孔‎的寄生电容‎和电感的计‎算和使用一、PCB过孔‎的寄生电容‎和电感的计‎算PCB过孔‎本身存在着‎寄生电容，假如PCB‎过孔在铺地‎层上的阻焊‎区直径为D‎2,PCB 过孔‎焊盘的直径‎为D1,PCB板的‎厚度为T,基板材介电‎常数为ε,则PCB过‎孔的寄生电‎容数值近似‎于：C=1.41εTD‎1/(D2-D1)PCB过孔‎的寄生电容‎会给电路造‎成的主要影‎响是延长了‎信号的上升‎时间，降低了电路‎的速度尤其‎在高频电路‎中影响更为‎严重。

举例，对于一块厚‎度为50M‎i l的PC‎B，如果使用的‎P CB过孔‎焊盘直径为‎20Mil‎（钻孔直径为‎10Mil‎s），阻焊区直径‎为40Mi‎l,则我们可以‎通过上面的‎公式近似算‎出PCB过‎孔的寄生电‎容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0‎.020/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容‎引起的上升‎时间变化量‎大致为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps从这些数值‎可以看出，尽管单个P‎C B过孔的‎寄生电容引‎起的上升延‎变缓的效用‎不是很明显‎，但是如果走‎线中多次使‎用PCB过‎孔进行层间‎的切换，就会用到多‎个PCB过‎孔，设计时就要‎慎重考虑。

实际设计中‎可以通过增‎大PCB过‎孔和铺铜区‎的距离（Anti-pad）或者减小焊‎盘的直径来‎减小寄生电‎容。

PCB过孔‎存在寄生电‎容的同时也‎存在着寄生‎电感，在高速数字‎电路的设计‎中，PCB 过孔‎的寄生电感‎带来的危害‎往往大于寄‎生电容的影‎响。

它的寄生串‎联电感会削‎弱旁路电容‎的贡献，减弱整个电‎源系统的滤‎波效用。

我们可以用‎下面的经验‎公式来简单‎地计算一个‎P CB过孔‎近似的寄生‎电感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指P‎C B过孔的‎电感，h是PCB‎过孔的长度‎，d是中心钻‎孔的直径。

過孔的寄生電容和電感admin @ 2014-03-26 , reply:0 Tags:一、過孔的寄生電容和電感過孔本身存在著寄生的雜散電容，如果已知過孔在鋪地層上的阻焊區直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材介電常數為ε則過孔的寄生電容大小近似於：C=1.41ε過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間，降低了電路的速度。

舉例來說，對於一塊厚度為50Mil的PCB板，如果使用的過孔焊盤直徑為20Mil（鑽孔直徑為10Mils），阻焊區直徑為40Mil,則我們可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF這部分電容引起的上升時間變化量大致為：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps從這些數值可以看出，儘管單個過孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯，但是如果走線中多次使用過孔進行層間的切換，就會用到多個過孔，設計時就要慎重考慮。

實際設計中可以通過增大過孔和鋪銅區的距離（Anti-pad）或者減小焊盤的直徑來減小寄生電容。

過孔存在寄生電容的同時也存在著寄生電感，在高速數字電路的設計中，過孔的寄生電感帶來的危用。

我們可以用下面的經驗公式來簡單地計算一個過孔近似的寄生電感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過孔的電感，h是過孔的長度，d是中心鑽孔的直徑。

從式中可以看出，過孔的直徑對電感L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH如果信號的上升時間是1ns，那麼其等效阻抗大小為：XL=πL/T10-90=3.19Ω電流的通過已經不能夠被忽略，特別要注意，旁路電容在連接電源層和地層的時候需要通過兩個過孔，這樣過孔的寄生電感就會成倍增加。

二、如何使用過孔通過上面對過孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。

寄生电容电感电阻-概述说明以及解释1.引言1.1 概述寄生电容、电感和电阻是电路中常见的元件，它们在电子设备和电路中起着重要的作用。

在实际的电路设计和应用中，我们经常会遇到这些寄生元件的存在，它们虽然不是设计时的主要元件，但却会对电路的性能和稳定性产生一定的影响。

寄生电容指的是电容器的容量存在于电路中的其他不相关元件之间，如电路板中的导线之间或电路元件之间的绝缘介质。

这些寄生电容会对电路的频率特性、干扰抗性以及能耗等方面产生影响。

而寄生电感则是指电阻线圈的电感性质存在于电路中的其他元件之间，如电路导线本身或电路中的线圈元件。

寄生电感会对电路的频率响应、电磁干扰以及传输效率等方面产生影响。

寄生电阻则是指电路中电路元件或导线的电阻特性对电路性能产生的影响。

这些寄生元件的存在使得实际电路的性能与理论设计存在一定的差别。

因此，在电路设计中，为了更准确地预测电路的行为和性能，必须考虑和计算这些寄生元件的影响。

在实际应用中，我们需要通过一系列的测试和测量来确定电路中这些寄生元件的值，并将其纳入到电路设计和分析中。

本文将着重介绍寄生电容、电感和电阻的概念，探讨它们的影响因素和作用机制，并分析其在实际应用中的应用场景和未来的发展展望。

通过深入理解和认识这些寄生元件，我们能够更好地设计和优化电子电路，提高电路的性能和可靠性。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几点：文章结构部分应该明确说明本文的章节组成和内容安排。

本文将围绕寄生电容、寄生电感和寄生电阻展开详细介绍和分析。

第一大纲部分介绍文章的引言部分，包括概述、文章结构和目的。

第二正文部分将分为三个小节：2.1 寄生电容的概念，2.2 寄生电感的概念，2.3 寄生电阻的概念。

在这些小节中，将详细介绍每个概念的定义、原理和特点，并探讨它们在电路中的作用和影响。

第三结论部分将总结影响因素，并分析寄生电容、寄生电感和寄生电阻在不同应用场景下的具体应用和局限性。

过孔的寄生电容过孔的寄生电容是电路设计中一个非常重要的概念。

在PCB （Printed Circuit Board，印刷电路板）设计中，过孔是将不同层之间的信号连接起来的一种方法。

然而，由于过孔的结构特性，会使其具有一定的电容效应，从而对电路的性能产生一定的影响。

我们来了解一下什么是过孔。

过孔是指将电路板上的不同层之间通过孔洞连接起来的一种技术。

过孔通常由导电材料填充，以确保电流能够顺利通过。

在多层PCB设计中，过孔起到了信号传输的重要作用，可以连接不同层之间的信号线，实现信号的传输与交换。

然而，过孔的结构特性决定了它具有一定的电容效应。

过孔的两端分别位于不同的电路层，而这两个电路层之间的介质就构成了过孔的电容。

这个电容被称为过孔的寄生电容。

过孔的寄生电容对于高频信号的传输会产生一定的影响。

在高频电路中，信号的频率非常高，电流会在过孔中频繁地变化方向。

由于过孔的寄生电容存在，这种频繁的电流变化会使得电压在过孔上出现滞后，从而导致信号的失真。

因此，在高频电路设计中，需要对过孔的寄生电容进行合理的考虑和抑制。

为了降低过孔的寄生电容对电路性能的影响，可以采取一些措施。

首先，可以选择合适的过孔尺寸。

一般来说，过孔的直径越小，其寄生电容就越小。

因此，在设计中可以根据实际情况选择适当的过孔直径，以满足电路的要求。

可以采用分布式布线的方式来减小过孔的寄生电容。

分布式布线是指将信号线在PCB上均匀地分布，使得信号线与过孔之间的距离尽量相等。

这样可以减小过孔的寄生电容，提高信号的传输质量。

还可以采用盖孔（via stitching）的方法来降低过孔的寄生电容。

盖孔是指在过孔周围布置一圈导电材料，形成一个“盖子”，将过孔与周围层隔离开来。

这样可以有效地减小过孔的寄生电容，提高信号的传输性能。

总结起来，过孔的寄生电容是PCB设计中需要考虑的一个重要因素。

在高频电路设计中，过孔的寄生电容会对信号的传输产生影响，需要采取相应的措施进行抑制。

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算PCB过孔本身存在着寄生电容，假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,PCB 过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB过孔的寄生电容数值近似于：C=1.41εTD1/(D2-D1)PCB过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。

举例，对于一块厚度为50Mil的PCB，如果使用的PCB过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容引起的上升时间变化量大致为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps从这些数值可以看出，尽管单个PCB过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用PCB过孔进行层间的切换，就会用到多个PCB过孔，设计时就要慎重考虑。

实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。

PCB过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，PCB 过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。

它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。

我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个PCB过孔近似的寄生电感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指PCB过孔的电感，h是PCB过孔的长度，d是中心钻孔的直径。

从式中可以看出，PCB过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是PCB过孔的长度。

仍然采用上面的例子，可以计算出PCB过孔的电感为：L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω。

PCB过孔对信号传输的影响一．过孔的基本概念过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。

简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。

从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。

如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。

盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。

埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。

上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。

第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。

由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。

以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。

从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区。

这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。

很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。

但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。

比如，如果一块正常的6层PCB 板的厚度（通孔深度）为50Mil，那么，一般条件下PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。

随着激光钻孔技术的发展，钻孔的尺寸也可以越来越小，一般直径小于等于6Mils的过孔，我们就称为微孔。

寄生电容与寄生电感<寄生电容>寄生的含义就是本来没有在那个地方设计电容，但由于布线构之间总是有互容，互感就好像是寄生在布线之间的一样，所以叫寄生电容。

寄生电容一般是指电感、电阻、芯片引脚等在高频情况下表现出来的电容特性。

实际上，一个电阻等效于一个电容、一个电感和一个电阻的串连，在低频情况下表现不是很明显，而在高频情况下，等效值会增大，不能忽略。

在计算中我们要考虑进去。

ESL就是等效电感，ESR就是等效电阻。

不管是电阻，电容，电感，还是二极管，三极管，MOS管，还有IC，在高频的情况下我们都要考虑到它们的等效电容值，电感值。

学术解释1、另一方面传感器除有极板间电容外，极板与周围体（各种元件甚至人体）也产生电容联系，这种电容称为寄生电容。

它不但改变了电容传感器的电容量，而且由于传感器本身电容量很小，寄生电容极不稳定，这也导致传感器特性不稳定,对传感器产生严重干扰。

2、分布在导线之间、线圈与机壳之间以及某些元件之间的分布电容等,这些电容称为寄生电容，他们的数值虽小，但是却是引起干扰的重要原因。

应用动态读写存贮器（DRAM），以其速度快、集成度高、功耗小、价格低在微型计算机中得到极其广泛地使用。

但动态存储器同静态存储器有不同的工作原理。

它是靠内部寄生电容充放电来记忆信息，电容充有电荷为逻辑1，不充电为逻辑0。

实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。

为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。

它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。

只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。