“切除电容”(capacitycectomy)?听起来很痛苦!

问题:

我的其中一个高速三通道放大器发生振荡。这有什么问题?

RAQ:  Issue 34

答案:

电路出现故障的原因有很多,但这很可能不是放大器本身的问题。不过,由于使用了高性能放大器,因此需要注意布局和旁路。如果忽 视这些问题,电路可能就会不太正常。

如果使用宽带器件,您需要仔细注意一些细节。在这种情况下,放大器本身不会导致振荡,大多数原因是因为布局的问题。

具体说来,问题在于放大器反向输入端与地之间的寄生电容。反向输入端的寄生电容会给放大器环路响应引入一个极点,降低放大顺的相位裕度,并导致不稳定、峰化及振铃。引起振荡不需要很大的电容1,如果不注意布局,那么在求和节点(反向输入)处很容易就会聚积2~3 pF的电容。因此建议客户尽可能的在电路试验板上进行试验与测试。如果不遵循正确的布局指南,那么高性能仿真设计将是毫无价值的。

解决方案是“切除电容capacitycectomy”(注:这不是一个真正的词汇)--尽管电路板上已存在寄生电容,想要去除它是非常困难的。在 这些情况下,预防是关键。电容是由放大器的焊盘、增益设置和反馈电阻焊盘、电路板绝缘介质以及接地层而形成的。我们通常建议去除放大器焊盘下的接地层,以 及反馈与增益设置电阻焊盘和反向输入端周围的接地层。这样就可以有效的去除寄生电容的下极板,因此可以消除寄生电容。这个方法也适用于输出,因为输出端的 寄生电容也可能带来类似的问题。

对于用户来说,只需做一些预防工作就可以改善电路性能。在设计初期注意电路板布局,有助于电路性能达到最佳状态!

敬请留意今年10月份举办的在线研讨会“高速印制电路板布局实践指南”。

1 有些客户询问多大的电容足以引起电路振荡。有时,我告诉他们1000 pF足矣。看着他们困惑的表情,我向他们解释至:如果1 pF=a puff(注:1 pF与a puff英文发音类似),那么1000 pF=1 nF;显而易见,1 nF=a nuff(注:1nF的英文发音类似于enough),a nuff就表示足够(enough)!

作者

John Ardizzoni

John Ardizzoni

John自2002年开始在ADI公司工作,担任高速放大器部门应用工程师。 加入ADI公司之前,他曾在IBM的RFIC应用部门和M/A-COM公司工作了20年。 John还是ADI公司“非常见问题解答”(RAQ)栏目的共同作者。 他拥有30多年的电子行业工作经验,曾撰写过许多文章和设计构想。