PCB雜散電容大小計(jì)算方法 PCB雜散電容怎么消除

在整個(gè)PCBA生產(chǎn)制造過程中， PCB 設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一部分，今天主要是關(guān)于?PCB 雜散電容、影響PCB 雜散電容的因素，PCB 雜散電容計(jì)算，PCB雜散電容怎么消除。

一、什么是雜散電容？

從這個(gè)名字本身我們就可以知道，雜散的意思就是：“無章程，漫無目的，不在該在的地方?！?/p>

因?yàn)槲覀兛梢哉f雜散電容是電路各部分之間存在的不可避免的、無意的和不需要的電容。

雜散電容電容圖

電容不僅僅存在于電容內(nèi)部，事實(shí)上，任何兩個(gè)處于不同電位的表面，并且足夠靠近以產(chǎn)生電場，都具有電容，就像真正的電容一樣。

這種影響通常存在于電路中，例如：在導(dǎo)電線路和元件引線之間，這種意外的電容被稱為雜散電容。

雜散電容可能導(dǎo)致電路內(nèi)正常電流流動(dòng)的中斷。

二、PCB 雜散電容大小計(jì)算

在普通的計(jì)算中，雜散電容大小公式：C = Q/V，是對(duì)在差分電位上積累的電荷的測量。

在PCB 設(shè)計(jì)中，雜散電容大小公式變?yōu)?:C= ?A/D，這意味著電容值與絕緣體的介電常數(shù)、面積、導(dǎo)體之間的距離之間的關(guān)系。

雜散電容計(jì)算公式

三、影響 PCB 雜散電容數(shù)量的因素

電容構(gòu)造中，有三個(gè)因素決定了產(chǎn)生的雜散電容的數(shù)量，這些因素都會(huì)通過影響特定量的電場力（任何兩個(gè)板之間的電壓）產(chǎn)生的電場通量的量來影響雜散電容。

1、板間距

保持所有其他因素不變，板之間的間距越大，雜散電容就越小。

另一方面，更小的板間距會(huì)產(chǎn)生更多的雜散電容。

更緊密的板間距會(huì)導(dǎo)致更高的場力，并且對(duì)于施加到兩個(gè)板的任何特定電壓，這會(huì)導(dǎo)致相對(duì)較高的場通量（電荷在兩個(gè)尺度上累積）。

PCB 圖

2、板塊面積

所有其他變量都是常數(shù)，更大的板面積提供更多的雜散電容，而較小的板面積產(chǎn)生更少的雜散電容。

3、介電材料

保持所有其他變量不變，介電材料的較高介電常數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大的雜散電容，而介電材料的較低介電常數(shù)會(huì)產(chǎn)生較小的雜散電容。

相對(duì)介電常數(shù)表示材料的介電常數(shù)，它接近真空（純）。

例如，相對(duì)介電常數(shù)為 7 的玻璃的標(biāo)準(zhǔn)介電常數(shù)是真空的 7 倍。因此，當(dāng)所有其他變量都相等時(shí)，它將導(dǎo)致產(chǎn)生比純真空強(qiáng) 7 倍的電場通量。

四、PCB 設(shè)計(jì)如何降低雜散電容？

在很多應(yīng)用中，多條信號(hào)之間的雜散電容可能會(huì)耗盡或者影響整個(gè)設(shè)計(jì)。

在較低頻率下，雜散電容往往可以忽略不計(jì)，在高頻下，雜散電容可能是電路中主要的問題，我們可以在布局的時(shí)候盡量降低雜散電容。

雜散電容通常是信號(hào)線與另一條信號(hào)線或者基板與信號(hào)線之間產(chǎn)生的電耦合而產(chǎn)生的。

以下是減少雜散電容的一些方法：

1、控制好電子元件的引線，保持比較短

保持電子元件的引線非常短，并且以消除電容耦合的方式對(duì)元件進(jìn)行分組，可以減少雜散電容的生成。

這里舉一個(gè)簡單的例子：一般從制造商買來的新的電感，電感的引腳都會(huì)非常常，如下圖所示，引線可以在電感上衍生幾英寸。但是，將具有這么長引線的電感插 ? ?入電路中可能會(huì)在電路中產(chǎn)生一些問題。

當(dāng)你的電感具有非常常的引線靠近彼此時(shí)，這些引線本質(zhì)上是電線，當(dāng)電路中電線彼此靠近時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電容效應(yīng)，即使是少量的電線也可能產(chǎn)生具有相當(dāng)大的電容。

雜散電容可以用來阻止或者阻止低頻信號(hào)，這是因?yàn)殡娙莼蛘叱洚?dāng)電容的設(shè)備對(duì)低頻信號(hào)具有高阻抗，因此，低頻信號(hào)很難通過具有電容特性的電路，當(dāng)你在電路中添加不需要的電容時(shí)，電路可以阻止低頻信號(hào)通過，如果是無線電路或者音頻電路，則可能會(huì)阻塞整個(gè)電路頻率范圍。

因此，電感引線必須保持較短（理想長度小于 1.5mm），以有效阻止雜散電容，產(chǎn)生電容效應(yīng)，電容效應(yīng)會(huì)限制電感通過低頻信號(hào)的能力。

表面貼紙電感可能更適用于電路，因?yàn)闊o鉛端子直接放置在電路的電源平面上，幾乎可以阻止所有電容。因?yàn)楸砻尜N裝元件沒有引線，這可以限制電感，并且允許電感在電路中更好地傳遞低頻信號(hào)。

2、增加元器件或者組件之間的間距

增加元器件，組件，走線或者電纜等各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的之間的間距非常重要，這樣可以減少雜散電容的產(chǎn)生。

因?yàn)殡s散電容距離成反比，距離大，雜散電容就小，距離小，雜散電容就大。

3、添加屏蔽導(dǎo)體

也就是說在要求低的各種網(wǎng)絡(luò)之間放置另一個(gè)參考信號(hào)，也就是屏蔽導(dǎo)體。例如：在相鄰走線之間添加一條接地銅帶。

銅帶起到屏蔽作用，可以防止電荷積聚，從而減少雜散電容的產(chǎn)生。

4、減少走線寬度

當(dāng)導(dǎo)體的橫截面積增加時(shí)，雜散電容會(huì)增加，因此減少走線寬度，尤其是對(duì)于傳導(dǎo)高頻信號(hào)的走線。

5、去除內(nèi)層地平面

大的內(nèi)層接地層可能非常適合熱管理和 EMI控制，但是對(duì)于雜散電容來說并沒有什么好處。