Cómo elegir un condensador para un IC

A lo que se refiere se llama condensador de desacoplamiento y se utiliza para desacoplar las clavijas de suministro de IC del bus. En otras palabras, evita que un IC sensible esté "muerto de hambre" si otro dispositivo en el bus se enciende rápidamente y extrae una corriente significativa, lo que disminuiría la tensión del bus durante un período de tiempo. El condensador suministra la corriente adicional necesaria para iniciar el dispositivo, así como para evitar que su chip sufra los efectos de un bus cargado repentinamente. Esto generalmente se requiere para los dispositivos de alta velocidad que cambian muy rápidamente, ya que esto tiende a generar una corriente significativa. El capacitor no es necesariamente elegido por su capacitancia, sino por su ESR (resistencia de serie equivalente) y su ESL (inductancia de serie equivalente). Lo ideal sería determinar la velocidad a la que se encendería el dispositivo y elegir el condensador con el ESR / ESL más bajo para esa velocidad. El valor del condensador de desacoplamiento más común es probablemente 0.1uF pero para circuitos más rápidos puede requerir 0.01uF o 0.001uF (nuevamente, dependiendo de su ESR y ESL a esas velocidades). Si existen varios dispositivos con diferentes velocidades en el mismo bus, es posible que necesite más de un condensador de desacoplamiento, uno para cada velocidad.

99 veces de cada 100, las hojas de datos le indicarán exactamente qué valor de condensadores de desacoplamiento usar en qué pines, así que lea la hoja de datos. Este tutorial de Analog Devices también es un gran recurso.

Todo se debe a la inductancia:

Diga que su microcontrolador extrae la corriente de suministro que aumenta de 1 mA a 11 mA en 5 ns y luego vuelve a 1 mA cada vez que procesa una instrucción.

di / dt = 10mA / 5ns = 2 000 000 A / s

Ahora, el voltaje a través de un inductor es v = L di / dt y el rastro de la fuente de alimentación al microcontrolador tiene, digamos, inductancia de 50nH ...

v = L di / dt = caída de 100 mV en el suministro.

Está bien, aún no falla, porque es un micro lento, no usa mucha corriente ... pero un micro más rápido, u otro chip que dibuja más rápido / más alto los picos de corriente necesita que su poder provenga de un Una fuente de baja inductancia para evitar la caída del voltaje cuando extrae los impulsos de corriente, y un condensador colocado cerca es una buena manera de lograrlo.

Igual de importante es el hecho de que el capacitor mantiene la corriente ruidosa dibujada por su micro en un pequeño bucle local.

La eficiencia de la antena de bucle es proporcional al área, por lo que la cantidad de ruido irradiado será mucho menor cuando el capacitor esté cerca.

También si tiene otros componentes, digamos un amplificador en la misma fuente, entonces el condensador en el micro evitará que el ruido del micro estropee el suministro del opamp, lo que tiende a causar algo de basura en la salida ...

Así que aquí lo tienen, las gorras hacen:

• integridad de la alimentación: las tapas sirven a una alta corriente de suministro di / dt localmente
• EMI: reduce el área de la antena de bucle
• EMC: mantenga el ruido fuera de los otros dispositivos sensibles

Ahora, cómo elegir el valor:

• Un rollo de 100x 25V 0805 X7R cuesta € 1.40 por 100nF y € 5.40 por 1µF. Entonces, compre un rollo de 100 de 1µF.
• Cada vez que tenga que poner un condensador de desacoplamiento en su circuito, recuerde que si dedica 10 minutos a leer la hoja de datos y descubre que 100nF funcionará, bien, perdió 10 minutos y ahorró 4 centavos si solo construye una unidad. ..
• Acabo de poner 1µF, garantizado para funcionar siempre. También tiene menos timbres, funciona mejor con electrolíticos de baja ESR, etc ...
• También uso límites de 25V, así que solo tengo que almacenar un valor de 3.3V a 15V ...

  

Así que mi confusión es cómo encontrar a qué pines necesitamos un capcitor para   conectar

Para cada chip que use, habrá una hoja de datos que le informará y si no lo hace, es porque el chip proviene de una familia lógica particular (por ejemplo) y habrá una hoja de datos genéricos del fabricante para La familia que te dirá.

  

También cómo encontrar el condensador correcto para un circuito o un condensador   para un IC.

Vea lo anterior, está en la hoja de datos.

  

Y finalmente, ¿por qué es necesario un condensador en un circuito en tal   situaciones?

Muchos chips "consumirán" pulsos de corriente y el condensador proporcionará esos pulsos de energía para que la totalidad del cableado de la fuente de alimentación (o pistas en una PCB) no tenga que manejar esas instancias. Esto significa una mayor confiabilidad y menos emisiones radiadas y conducidas a otros chips y sistemas.

Algunos circuitos integrados, como los amplificadores operacionales, dependerán de los condensadores para mantener el rendimiento y evitar las inestabilidades en la salida, especialmente al conducir algunas cargas.

Nivel 1 (a menudo lo suficientemente bueno, no siempre): solo oprime en paralelo a > 10uF y 100nF, este último con la menor cantidad de clientes potenciales posible.

Nivel 2: solo lea la hoja de datos, como se sugiere.

Nivel 3: lectura de la aplicación de tecnología lineal 47.

También, considere usar cuentas de ferrita en sus circuitos de desacoplamiento.

Por lo que sé, la capacitancia no es tan importante, es solo por un poco de "demasiada" energía entre VSS y GND. Es por eso que normalmente se utilizan condensadores muy bajos. Yo uso principalmente cerámicos con 104 marcas (lo que significa 10e4) que es 10e4 pF que es 0.1 uF.

Dé a cada pin de potencia una tapa de cerámica de 0.1 µF, preferiblemente de tamaño 0805 o más pequeña, en paralelo con un tantalio o cerámica de 10 µF. Probablemente pueda omitir el límite de 10 µF, o reemplazarlo con algo más pequeño, si solo le preocupa el ruido de alta frecuencia. La ubicación de los capacitores más grandes destinados a la derivación de baja frecuencia no es tan importante, pero estos también deben estar cerca. al IC, dentro de media pulgada.