ESR et ESL, petit paquet vs grand (SMD)

Je me demandais si quelqu'un pourrait expliquer pourquoi les condensateurs de boîtier plus grands (1210) sont censés avoir plus d'ESL et d'ESR qu'un boîtier plus petit - disons 0603?

J'imagine que le plus grand boîtier est encore essentiellement de nombreux équivalents 0603 en parallèle pour une céramique multicouche. Supposons que nous comparons un 0,1-1uF 0603 à un ensemble ~ 10uF 1210, le 10uF ne serait-il pas plus efficace pour le découplage? Pourquoi les petits paquets sont-ils recommandés pour le découplage alors que les gros paquets «semblent» mieux dans mon esprit.

Merci beaucoup!

De manière générale, les plus grands boîtiers de condensateurs augmentent la boucle de courant à travers la pièce, donc l'inductance (ESL) est plus grande. De même, le matériau supplémentaire signifie que la résistance (ESR) est plus élevée. Lorsque vous associez l'ESL et la capacité pour des applications de découplage, vous obtenez un circuit de réservoir LC avec une fréquence de résonance qui diminue avec l'augmentation de l'inductance et de la capacité. L'ESR dans ce circuit représente l'impédance minimale à la résonance.

Lors du découplage, vous souhaitez normalement descendre en dessous d'une certaine impédance sur la plage de fréquence de fonctionnement de l'appareil en question. Pour ce faire, vous avez besoin de plusieurs circuits LC couvrant différentes parties de ce spectre de fréquences. C'est pourquoi vous avez besoin d'une gamme de différentes tailles de condensateurs.

Afin d'atteindre votre ESR souhaité, vous pouvez également avoir besoin de plusieurs condensateurs en parallèle plutôt qu'un, car l'ESR va également en parallèle et sera donc plus faible.

Enfin, n'oubliez pas que le motif d'échappement que vous utilisez (position et nombre de vias et de traces) des bouchons de découplage peut également affecter considérablement les performances de découplage, car ils ajoutent à l'inductance. Lorsque vous obtenez en dessous de 0201 caps, vous pouvez constater que l'inductance globale augmente réellement avec une taille de capuchon plus petite à cause de cela.

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Information additionnelle

Les petits paquets ont des points de résonance différents de ceux des gros paquets. Les packages plus grands ont également des inductances de plomb plus élevées (vous devrez penser aux packages de trous traversants).

Les paquets plus petits sont toujours meilleurs pour la haute vitesse car ils réduisent la longueur qu'un signal doit parcourir. Comme vous le savez, pour une conception à grande vitesse, plus la longueur est longue, plus il y a de problèmes. C'est pourquoi les FGPA peuvent fonctionner si rapidement même avec de nombreux chemins, car les chemins sont tous entassés sur une si petite zone.

Il y a une bonne analyse des tailles de paquets smd en ligne quelque part (je n'ai pas le lien mais je l'ai vu ceux-là). Il explique pourquoi il faut utiliser des tailles grandes et petites pour le contournement qui a à voir avec la résonance. Le découplage est une autre histoire. Tout dépend du type de signal que vous souhaitez découpler.

Plus petit est généralement meilleur simplement parce qu'il permet de réduire le chemin du signal. C'est toujours bon. Ce n'est pas toujours le cas, mais le plus petit est meilleur (vous vous retrouvez avec d'autres problèmes tels que la diaphonie).

Notez que lorsque vous parallèlez des choses, vous pouvez réduire certains facteurs, vous en augmenterez également d'autres. Si vous mettez en parallèle des résistances, vous pouvez réduire leur résistance mais vous augmentez leur capacité. Il peut s'agir d'une capacité plus élevée que si vous venez d'utiliser une résistance avec la résistance combinée en premier lieu.

Pour les condensateurs de découplage, un autre facteur est la fuite. Ces condensateurs en parallèle augmentent la fuite. C'est généralement assez mauvais pour le découplage car vous n'êtes pas aussi découplé que vous le souhaitez.