用低ESL电容器代替MLCC,减少贴装面积
品慧电子讯由于智能手机CPU的高速化和采用LTE通信,使得电力消耗变大,电池的容量也将随之上升,因此安装电子元器件的主要电路板将会出现越来越小的倾向。并且伴随着多功能化,电路板上安装的电子元器件的数量也会增加。
近年来,以智能手机为代表的小型移动设备中,除了电话功能外,增加了数码相机、游戏、网页浏览、音乐播放器等许多功能,预计今后将有可能配备更多的功能。另外,今后还将普及LTE等高速数据通信功能,增加动画等大容量的数据交流。
特别是处理大容量数据的应用处理器IC电源,一个IC电源要使用几十个片状多层陶瓷电容器(Multi-Layer Ceramic Capacitor、以下称MLCC)。
通过上述的背景和智能手机技术的趋势来看,IC电源中使用的MLCC必须具备如下几点要求。
小型、容量大
阻抗低
作为IC电源用的MLCC来说如果正确使用于小型大容量的低ESL电容器中的话,可以减少MLCC的1/2的使用量,同时也大幅度减少了MLCC所占据的使用面积。
使用低ESL电容器的目的
图1所示的是IC/LSI的电源线与所使用的MLCC的连接方式。IC/LSI开关速度的高速化使IC/LSI本身很容易变成噪声源,为了解决这种高频噪声和抑制电源电压波动,很多MLCC将被当做旁路电容来使用。
图1中,从IC/LSI的HOT端子流出,经过MLCC,再回到IC/LSI的GND端子的电流回路的阻抗被称为环路阻抗。IC/LSI的HOT-GND间发生的电源电压波动,很大程度依存于这种环路阻抗。因此,抑制电源电压的变动首先需要降低环路阻抗。此时, MLCC的阻抗就成为了环路阻抗的一部分了。
降低环路阻抗通常是并联很多MLCC,总阻抗会因为并联的效果而变小。这里使用的MLCC的结构和等效电路如右下的图1所示,我所说的电容器是指因为安装了等效串联电阻(ESR)、等效串联电感(ESL),当中的ESL大大增加了高频率的环路阻抗。
本次介绍的低ESL电容器如后述一样,是降低ESL制成的MLCC的一种。将这种低ESL电容器用旁路电容,可降低环路阻抗。此外,用低ESL电容器代替MLCC,减少并联使用的数量,从而可大幅减少元件数量和贴装面积。
图1: IC/LSI电源线和MLCC的连接
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特别是处理大容量数据的应用处理器IC电源,一个IC电源要使用几十个片状多层陶瓷电容器(Multi-Layer Ceramic Capacitor、以下称MLCC)。
通过上述的背景和智能手机技术的趋势来看,IC电源中使用的MLCC必须具备如下几点要求。
小型、容量大
阻抗低
作为IC电源用的MLCC来说如果正确使用于小型大容量的低ESL电容器中的话,可以减少MLCC的1/2的使用量,同时也大幅度减少了MLCC所占据的使用面积。
使用低ESL电容器的目的
图1所示的是IC/LSI的电源线与所使用的MLCC的连接方式。IC/LSI开关速度的高速化使IC/LSI本身很容易变成噪声源,为了解决这种高频噪声和抑制电源电压波动,很多MLCC将被当做旁路电容来使用。
图1中,从IC/LSI的HOT端子流出,经过MLCC,再回到IC/LSI的GND端子的电流回路的阻抗被称为环路阻抗。IC/LSI的HOT-GND间发生的电源电压波动,很大程度依存于这种环路阻抗。因此,抑制电源电压的变动首先需要降低环路阻抗。此时, MLCC的阻抗就成为了环路阻抗的一部分了。
降低环路阻抗通常是并联很多MLCC,总阻抗会因为并联的效果而变小。这里使用的MLCC的结构和等效电路如右下的图1所示,我所说的电容器是指因为安装了等效串联电阻(ESR)、等效串联电感(ESL),当中的ESL大大增加了高频率的环路阻抗。
本次介绍的低ESL电容器如后述一样,是降低ESL制成的MLCC的一种。将这种低ESL电容器用旁路电容,可降低环路阻抗。此外,用低ESL电容器代替MLCC,减少并联使用的数量,从而可大幅减少元件数量和贴装面积。
图1: IC/LSI电源线和MLCC的连接