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如何消除高速设计中的寄生电容
作为PCB设计人员，您可能知道另一种寄生虫-寄生电容。尽管您不必担心电路中的生物寄生虫，但了解如何去除寄生电容可以帮助改善信号完整性和PCB设计中的性能。
什么是寄生电容？
寄生电容是一种现象，其中电路中的元素实际上不是电容器时，其行为就像电容器一样。如果您重新审视电容器的基础知识，则更容易理解寄生电容的概念。
电容器由被绝缘材料隔开的两个导电元件组成。当两个导体都由差分电势驱动时，电荷会在两个导体上累积。积累的电荷以电容C = q / V表示。
物理电容器是根据上述原理构造的，目的是在电路中蓄积电荷。然而，电容也可以存在于电路的元件之间，只要元件在要求的距离内以在它们之间形成电荷即可。
电路中形成的意外电容称为寄生电容。寄生电容会在两个导体，焊盘，导体和相邻的接地层之间，或者在满足建立电荷标准的任何两个元素之间产生。当电路的各个部分彼此靠近且处于两个不同的电压电平时，寄生电容的可能性最大。
导体之间的寄生电容是面积与距离的关系。
上图显示了电容如何在电路中的两个导体之间形成。当导体置于不同的电位水平时，积累的电荷由以下公式确定：
C ＝（Ɛ×a）/ d，其中Ɛ是导体之间的绝缘体的介电常数。
寄生电容如何影响电路？
在高频下，寄生电容会导致短路。
电路中很可能存在寄生电容，对于低频设计，它不太可能引起任何重大问题。但是，在高速设计中，寄生电容可能是一个主要问题。
随着频率的增加，电容器的行为发生变化，最终导致短路。当高速信号流经其中一个元件时，您可以从寄生电容中得到相同的结果。
在放大器设计中，在输入和输出之间形成的寄生电容会导致有害的反馈。当在高频下工作时，通常的开路路径会导通，并在放大器电路中引起不良振荡或寄生振荡。
寄生电容对于两个相邻的导体可能很麻烦。当一根导线传输高频信号时，会向另一根导线引入串扰。较高的寄生电容会导致较高的EMI噪声。
寄生电容不仅会产生干扰，而且还会影响信号本身的完整性。例如，寄生电容会在导体和接地层之间建立。在高频下，两个元件都会发生短路，并会改变导体上的信号。
如何消除寄生电容
去除内层接地层有助于减小寄生电容。
考虑到许多PCB设计中电路密度的持续增长方式，因此不可能消除寄生电容。但是，您可以通过应用这些策略来降低其影响。
1.增加导体之间的间隙
如果可能，请在设计中的走线之间留出更大的间距。电容与导体之间的距离成反比。较大的间隙将减少寄生电容和交叉耦合等影响。
2.正确使用接地层
虽然建议使用内层接地层来减少杂散电感，EMI和散热，但请记住，它也可能会增加寄生电容。在用接地层覆盖整个内层之前，请考虑其优缺点。
3.减少过孔
在构建紧凑的PCB时，过孔非常有用，但是过孔会引入大量的寄生电容。谨慎使用过孔，并尽量避免在高速走线上留下任何痕迹。