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2011年2月10日 (木)

デカップリングコンデンサーのレイアウト

デカップリングコンデンサーとは
高周波デバイスや高速デジタルICの電源とグランド間につけて電源インピーダンスを下げたり、ピーク時の電流を供給するためのコンデンサーを指します。今回は高周波ICなどにコンデンサーを実装する時のレイアウトを考えてみます。
ハード的には
 最近では表面実装の多層基板が当たり前になり、ICとコンデンサーが同じ面に実装され、電源とグランドを内層で配線される場合が多くなっています。その際に内層から部品面までビアで接続するしか無いのですが、ビアのはなしでも紹介されたようにビア1本あたり 1nH程度のインダクタンス成分があります。数10MHzならばあまり問題ありませんが、GHzの信号を扱う場合、1GHzで6Ω程度の抵抗値を持ってしまいます。Decapc 何も考えずにレイアウトすると図の左側のようにビアを使ってICとバイパスコンデンサーを電源・GNDラインと接続します。等価式ではそれぞれにインダクタンスが入りますので、バイパスコンデンサーとの間には2倍のインダクタンスとなってしまいます。 改良してレイアウトしたのが右側です。表面のパターンで直接コンデンサーとICを繋ぎ、コンデンサーの近くでビアでそれぞれ電源・GNDと接続します。ビアを増やして接続するのも効果的です。
 もちろんコンデンサーの配置はICの端子と直近が望ましいですが、GND面を比較的広くとり、電源側を短く出来るレイアウトが一般的だと考えます。
ソフト的には
CADでレイアウトする場合は部品面パターンにデカップリングコンデンサーへのラインを引く場合に、一般的な細いラインでなく、太めのラインで引くように心がけましょう。CMOSデジタルICでも信号の切り替え時には瞬間的に30mA程度のパルス電流が流れることを思い出して下さい。


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コメント

ICにデカップリングコンデンサーを
取り付けた図がありますが、IC
の1ピンのマーク位置が違うのではないでしょうか?
実務経験の乏しい方の、ただ単なるアイデアーの印象を感じます。

投稿: | 2012年6月 5日 (火) 22時13分

コメントありがとうございます。
ICの4番ピン(GNDピン)の所にある黒い●をさしておっしゃっているかと思われますが、これは1番ピンマークでなく、裏面パターンのGNDに落ちる「ビア」を示しています。ちょっと誤解を生みやすかったかと思われます。
 折を見て修正します。

投稿: SUDOTECK | 2012年6月 6日 (水) 06時01分

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