什么是寄生電感

　　寄生電感一半是在PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)所要考慮的。

　　在高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，過(guò)孔的寄生電感帶來(lái)的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會(huì)削弱旁路電容的貢獻(xiàn)，減弱整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用。我們可以用下面的公式來(lái)簡(jiǎn)單地計(jì)算一個(gè)過(guò)孔近似的寄生電感。

　　L=5.08h［ln（4h/d）+1］其中L指過(guò)孔的電感，h是過(guò)孔的長(zhǎng)度，d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出，過(guò)孔的直徑對(duì)電感的影響較小，而對(duì)電感影響最大的是過(guò)孔的長(zhǎng)度。仍然采用上面的例子，可以計(jì)算出過(guò)孔的電感為：L=5.08x0.050［ln（4x0.050/0.010）+1］=1.015nH 。如果信號(hào)的上升時(shí)間是1ns，那么其等效阻抗大小為：XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過(guò)已經(jīng)不能夠被忽略，特別要注意，旁路電容在連接電源層和地層的時(shí)候需要通過(guò)兩個(gè)過(guò)孔，這樣過(guò)孔的寄生電感就會(huì)成倍增加。

　　PCB過(guò)孔的寄生電容和電感的計(jì)算

　　PCB過(guò)孔本身存在著寄生電容，假如PCB過(guò)孔在鋪地層上的阻焊區(qū)直徑為D2，PCB過(guò)孔焊盤的直徑為D1，PCB板的厚度為T，基板材介電常數(shù)為ε，則PCB過(guò)孔的寄生電容數(shù)值近似于：C=1.41εTD1/（D2-D1） PCB過(guò)孔的寄生電容會(huì)給電路造成的主要影響是延長(zhǎng)了信號(hào)的上升時(shí)間，降低了電路的速度尤其在高頻電路中影響更為嚴(yán)重。

　　舉例，對(duì)于一塊厚度為50Mil的PCB，如果使用的PCB過(guò)孔焊盤直徑為20Mil（鉆孔直徑為10Mils），阻焊區(qū)直徑為40Mil，則我們可以通過(guò)上面的公式近似算出PCB過(guò)孔的寄生電容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/（0.040-0.020）=0.31pF

　　這部分電容引起的上升時(shí)間變化量大致為：T10-90=2.2C（Z0/2）=2.2x0.31x（50/2）=17.05ps

　　從這些數(shù)值可以看出，盡管單個(gè)PCB過(guò)孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯，但是如果走線中多次使用PCB過(guò)孔進(jìn)行層間的切換，就會(huì)用到多個(gè)PCB過(guò)孔，設(shè)計(jì)時(shí)就要慎重考慮。實(shí)際設(shè)計(jì)中可以通過(guò)增大PCB過(guò)孔和鋪銅區(qū)的距離（Anti-pad）或者減小焊盤的直徑來(lái)減小寄生電容。

　　PCB過(guò)孔存在寄生電容的同時(shí)也存在著寄生電感，在高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，PCB過(guò)孔的寄生電感帶來(lái)的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會(huì)削弱旁路電容的貢獻(xiàn)，減弱整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用。

　　我們可以用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)簡(jiǎn)單地計(jì)算一個(gè)PCB過(guò)孔近似的寄生電感：L=5.08h［ln（4h/d）+1］

　　其中L指PCB過(guò)孔的電感，h是PCB過(guò)孔的長(zhǎng)度，d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出，PCB過(guò)孔的直徑對(duì)電感的影響較小，而對(duì)電感影響最大的是PCB過(guò)孔的長(zhǎng)度。仍然采用上面的例子，可以計(jì)算出PCB過(guò)孔的電感為：L=5.08x0.050［ln（4x0.050/0.010）+1］=1.015nH

　　如果信號(hào)的上升時(shí)間是1ns，那么其等效阻抗大小為：XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過(guò)已經(jīng)不能夠被忽略，特別要注意，旁路電容在連接電源層和地層的時(shí)候需要通過(guò)兩個(gè)PCB過(guò)孔，這樣PCB過(guò)孔的寄生電感就會(huì)成倍增加。