ESR ed ESL, pacchetto piccolo vs grande (SMD)

Mi chiedevo se qualcuno potesse spiegare perché i condensatori di pacchetti più grandi (1210) dovrebbero avere più ESL ed ESR di un più piccolo - diciamo il pacchetto 0603?

Immagino che il pacchetto più grande sia ancora essenzialmente molti equivalenti 0603 in parallelo per una ceramica multistrato. Supponiamo che stiamo confrontando un 0,160 uF 0603 con un pacchetto di ~ 10 uF 1210, il 10 uF non sarebbe più efficace per il disaccoppiamento? Perché i pacchetti più piccoli sono consigliati per il disaccoppiamento quando i pacchetti più grandi "sembrano" meglio nella mia mente.

Grazie molto!

In generale, pacchetti di condensatori più grandi aumentano il circuito di corrente attraverso la parte, quindi l'induttanza (ESL) è maggiore. Allo stesso modo, il materiale extra significa che la resistenza (ESR) è più alta. Quando si mettono insieme ESL e capacità per le applicazioni di disaccoppiamento, si ottiene un circuito del serbatoio LC con una frequenza di risonanza che diminuisce con l'aumentare dell'induttanza e della capacità. L'ESR in questo circuito rappresenta l'impedenza minima alla risonanza.

Quando si disaccoppia, normalmente si desidera scendere al di sotto di una certa impedenza nell'intervallo di frequenza operativa del dispositivo in questione. Per raggiungere questo obiettivo sono necessari più circuiti LC che coprono diverse parti di quello spettro di frequenze. Questo è il motivo per cui hai bisogno di una gamma di diverse dimensioni di condensatori.

Al fine di ottenere il VES desiderato, potrebbe essere necessario disporre anche di più condensatori in parallelo anziché di uno, poiché l'ESR va anche in parallelo e sarà quindi inferiore.

Come ultima nota, tieni anche presente che il modello di escape che usi (posizione e numero di vie e tracce) dai tappi di disaccoppiamento può influire notevolmente anche sulle prestazioni di disaccoppiamento, poiché aumentano l'induttanza. Quando si scende al di sotto di 0201 tappi, è possibile che l'induttanza complessiva aumenti effettivamente con dimensioni del tappo più piccole per questo motivo.

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Informazioni aggiuntive

I pacchetti più piccoli hanno punti di risonanza diversi rispetto ai pacchetti più grandi. I pacchetti più grandi hanno anche induttanze di piombo più elevate (dovrai pensare a pacchetti con fori passanti).

Pacchetti più piccoli sono sempre migliori per l'alta velocità poiché riducono la lunghezza che un segnale deve percorrere. Come sapete, per la progettazione ad alta velocità, maggiore è la lunghezza, maggiori sono i problemi. Questo è il motivo per cui gli FGPA possono operare così velocemente anche con molti percorsi perché i percorsi sono tutti stipati su un'area così piccola.

Esiste una buona analisi delle dimensioni dei pacchetti smd online da qualche parte (non ho il link ma ne ho visti uno). Parla del motivo per cui si dovrebbero usare dimensioni sia grandi che piccole per bypassare che ha a che fare con la risonanza. Il disaccoppiamento è comunque una storia diversa. Tutto dipende dal tipo di segnale che si desidera disaccoppiare.

Più piccolo è generalmente meglio semplicemente perché consente di ridurre il percorso del segnale. Questo va sempre bene. Tuttavia, non sempre è meglio il più piccolo (si finiscono con altri problemi come il crosstalk).

Si noti che quando si mettono in parallelo cose, è possibile ridurre alcuni fattori e aumentarne anche altri. Se resistori paralleli potresti ridurne la resistenza ma aumenti la loro capacità. Potrebbe essere una capacità superiore rispetto a quando si utilizza solo una resistenza con la resistenza combinata in primo luogo.

Quando si tratta di disaccoppiare i condensatori, un altro fattore è la perdita. Questi condensatori in parallelo aumentano la perdita. Questo di solito è piuttosto male per il disaccoppiamento perché non sei disaccoppiato come potresti desiderare.