Dimensioni del pacchetto del condensatore SMD e prestazioni ad alta frequenza

Sto progettando un circuito con un FPGA Spartan6 e la documentazione per FPGA specifica i condensatori da 4,7uF (0805) e 0,47uF (0402) per il disaccoppiamento. Dato che non voglio davvero saldare condensatori 0402 se posso evitarlo, vorrei usare condensatori di dimensioni 0805 o 1210 per questo. Le loro prestazioni alle alte frequenze sarebbero diverse da quelle che hanno pacchetti più piccoli?

La frequenza massima di ingresso / uscita è ~ 300 MHz

Sì, fa la differenza.

Un pacchetto più grande avrà generalmente un'induttanza parassita più elevata, portando a una frequenza di auto-risonanza più bassa e una maggiore impedenza alle alte frequenze:

(fonte immagine: electronicdesign.com )

Per un condensatore da 0,1 uF a dimensione 0402, la frequenza di risonanza è in genere nell'intervallo 10-20 MHz.

Il motivo per ESL massimo è da V = Ldi / dt >> V (ondulazione) = Vr = ESL * dI / dt dove dI viene dal picco di carico del cappuccio CMOS con il driver ESR 25 ~ 50 Ohm in carico e Miller Cap in pF con rotazione tempo dt e da qualsiasi driver logico CMOS, Ic = CdV / dt questo è un picco di corrente "dinamico" con Miller cap e input + caricamento di cap parassiti quindi dI (L) = I (C) quindi ...

Vr = ESL C dV / dt²

L'ondulazione può essere grande e dipende in modo critico dall'ESR (quindi dal limite di corrente del driver) ESL di traccia, carico C ed ESR di carico C con risonanza Q elevata. Molte variabili, ma in questo esempio 50Ω quindi 100mA di corrente di corto circuito da 5V, ma solo per 50mA. con 1 pollice di FR4 a 10nH / "e 2pF /", quindi il tappo di disaccoppiamento più vicino è 1 pacchetto DIP a 1 ". Il risultato è> 10% di rumore ma non assume alcun piano di massa.

Per ESL ultra bassi, le proporzioni per L / W devono essere basse. 603, 1206 sono entrambi 2: 1 ma 306 ha una geometria inversa a 603 e quindi quasi 1/4 dell'induttanza e quasi il doppio dell'SRF.

Di solito è meglio usare 3 tappi divisi per non più di 3 decenni a causa delle proprietà ESR, SRF. La dimensione più grande in blocco dipende dal carico progressivo e dall'ESR di LDO per errore di regolazione del carico e il tappo di massa riduce questo errore. I transitori a breve termine successivi> 1us in cui la PSRR è scarsa è il limite intermedio da 0,1 a 1uF, quindi il limite minimo per i valori delle velocità di risposta RF deve essere> 100x il Coss o la capacità commutata effettiva di tutte le porte sincrone in [mA / ns] per il trasformatore di carica rapporto nella riduzione dell'ondulazione. Per RF nella gamma GHz, questi richiedono un'attenta selezione ben al di sotto di 100pF a meno che SRF sufficientemente elevato.

Ad esempio di ~ 40: 1 intervalli 47uF, 1uF, 0.01uF
ALternatives usano molti (>> 10) in parallelo con un rapporto di aspetto basso di L / W dello stesso valore come 0,1uF di parte ESL bassa accuratamente selezionata.

in generale, ma in particolare non utilizzare i tappi per uso generico utilizzare ESR basso / ESL basso e verificare layout e specifiche. Non indovinare.

A proposito. questo 306 ha le stesse dimensioni di 60 cuscinetti di terminazione codificanti del 1206. Questo trucco per saldarli con una punta di 67 thou (1/16) consiste nel virare rapidamente un lato, quindi saldare l'altro, quindi rivendere il 1 ° lato con uno stecchino tenendolo premuto su cuscinetti (abrasivamente) puliti. Questo funziona bene anche per 603 parti e 402 è meglio farlo con un metodo ad aria calda con pasta. e strumento da tenere in posizione in caso di problemi con le tombe ...

Questi sono anche eccellenti tappi in acrilico 1206. http://www.digikey.com/product-detail/en/cornell-dubilier-electronics-cde/FCA1206A105M-H3/338-4076-1-ND/5700231