电容去耦电路的制作方法

本实用新型属于集成电路领域，特别涉及一种电容去耦电路。

背景技术：

由于电容具有通高频、阻低频，隔直流、通交流的作用，因此，电容在电路中的设计非常重要。但是，大家在设计原理图时，加电容往往是为了滤波，使输出的波形完整，不含脉冲尖波信号，使信号的带宽频率比较稳定，如图1所示，电容是和信号源串联连接的。由于输出的信号不含杂波信号，从而避免了噪声干扰，这样就会使产品的性能比较稳定。但是，大家在对电容的原理图设计时总是考虑滤波而没有去考虑去耦效果，如果电路无法达到去耦效果，信号将会产生耦合，导致信号产生串扰、反射的现象。这种现象会产生噪声干扰，即使电路的滤波效果很好，也无法达到降低噪声干扰的作用，如果电路产生了噪声干扰，就会降低产品的性能，从而将会给公司带来损失。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种电容去耦电路，该电路既能滤波，也能去耦，不会造成噪声干扰，从而得到稳定的带宽频率的波形，且得到的信号既没有尖波脉冲干扰，也不会发生串扰、反射的现象。

本实用新型提供的技术方案为：

一种电容去耦电路，包括：

稳压电源；

电容，其与所述稳压电源并联连接；

负载芯片，其一端连接所述稳压电源的正极，另一端连接所述稳压电源的负极。

优选的是，所述的电容去耦电路，所述稳压电源为交流稳压电源或直流稳压电源。

优选的是，所述的电容去耦电路，所述电容的电容量为4.7UF至22UF。

优选的是，所述的电容去耦电路，所述电容为贴片式多层陶瓷电容。

优选的是，所述的电容去耦电路，所述电容两端的电压和所述负载芯片两端的电压等同。

优选的是，所述的电容去耦电路，所述负载芯片中的电流通过第一表达式获取，所述第一表达式为I=CdV/dt，其中，I为所述负载芯片中的电流，C为所述电容的大小，dV/dt为所述负载芯片两端单位时间内电压的变化。

优选的是，所述的电容去耦电路，所述负载芯片两端电压的变化通过第二表达式获取，所述第二表达式为ΔV=ZΔI，其中，ΔV为所述负载芯片两端电压的变化值，ΔI为所述负载芯片两端瞬态电流变化值，Z为所述稳压电源和所述电容组合在一起所产生的阻抗。

本实用新型至少包括以下有益效果：由于电容与稳压电源并联连接，负载芯片的一端连接所述稳压电源的正极，另一端连接所述稳压电源的负极，当负载芯片的电流不变时,其电流是由稳压电源部分提供的，此时，电容两端电压和负载芯片两端电压一致，电容两端存储相当数量的电荷，当负载芯片瞬态电流发生变化时，需要在极短的时间内为负载芯片提供足够的电流，这时稳压电源是无法很快相应负载电流的变化的，由于电容电压与负载芯片电压相同，因此电容两端是存在电压变化的，对于电容来说电压变化必然产生电流，此时，电容对负载芯片放电，为负载芯片提供电流，保证了负载芯片两端电压不会有太大变化，所以电容担负的是局部电源的角色，这是从储能的角度来说明电容退耦；稳压电源以及电容退耦系统在一起，可以看成是一个复合的电源系统，不论负载芯片两端两点间负载瞬态电流如何变化，都能保证两点间的电压保持稳定，即两点间变化范围很小，电容对于交流信号呈现低阻抗特性，因此，加入电容，实际上确实降低了电源系统的交流阻抗，因此，不管是从储能的角度来考虑电容退耦还是从阻抗的角度来考虑退耦，都包含滤波和去耦的效果，能够得到稳定的带宽频率的波形，且得到的信号既没有尖波脉冲干扰，也不会发生串扰、反射的现象。

附图说明

图1为现有技术中通常情况下的电容电路原理设计图；

图2为本实用新型所述的电容去耦电路示意图；

图3为本实用新型所述的电容去耦电路去掉负载芯片后的示意图；

图4为所述的电容去耦电路去掉负载芯片后的等效电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

如图2所示，本实用新型提供的电容去耦电路，包括：稳压电源1；电容2，其与所述稳压电源1并联连接；负载芯片3，其一端A连接所述稳压电源1的正极，另一端B连接所述稳压电源1的负极。

需要说明的是，首先从储能的角度来说明当电容与稳压电源并联连接时电容退耦的原理，当负载芯片的电流不变时，其电流由稳压电源提供，即图2中的Ia，方向如图2所示，此时电容C两端的电压与负载芯片两端的电压一致，电流Ic为0，电容C两端存储相当数量的电荷，电荷数量和电容量有关。当负载芯片瞬态电流发生变化时，由于负载芯片内部晶体管电平转换速度极快，必须在极短的时间内为负载芯片提供足够的电流。但是稳压电源无法很快响应负载电流的变化，因此，电流Ia不会马上满足负载瞬态电流要求，所以负载芯片电压会降低。但是由于电容电压与负载芯片两端的电压相同，因此，电容两端存在电压变化，对于电容来说电压变化必然会产生电流，此时电容对负载芯片放电，电流Ic不再为0，为负载芯片提供电流，根据电容公式，即第一表达式，I=CdV/dt，只要电容量C足够大，只需很小的电压变化，电容就可以提供足够大的电流，满足负载瞬态电流的要求。这样就保证了负载芯片电压的变化在容许的范围内。在这里，相当于电容预先储存了一部分电能，在负载需要的时候释放出来，即电容式储能元件，储能电容的存在使负载芯片消耗的能量得到快速补充，因此保证了负载两端的电压不至于有太大变化，电容担负的是局部电源的角色。

从阻抗的角度来说明电容的退耦原理：将图2中的负载芯片去掉，如图3所示，从AB两点向左看过去，稳压电源以及电容退耦系统一起，可以看成一个复合的电源系统。这个电源系统的特点是，不论AB两点间负载瞬态电流如何变化，都能保证AB两点间的电压保持稳定，即AB两点间电压变化很小。我们可以用一个等效电源模型来表示上面这个复合的电源系统，如图4所示，对于这个电路可写出如下等式，即第二表达式，ΔV=ZΔI，不论AB两点间负载瞬态电流如何变化，都要保持AB两点间电压变化范围很小，根据第二表达式，这个要求等效于电源系统的阻抗Z要足够低。在图3中，我们是通过去耦电容来达到这一要求的，因此从等效的角度出发，可以说去耦电容降低了电源系统的阻抗。另一方面，从电路原理的角度来说，可得到同样结论。电容对于交流信号呈现低阻抗特性，因此加入电容，实际上也确实降低了电源系统的交流阻抗。

具体的，所述的电容去耦电路，所述稳压电源1为交流稳压电源或直流稳压电源。

具体的，所述的电容去耦电路，所述电容2的电容量为4.7UF至22UF，所述电容为贴片式多层陶瓷电容。

需要说明的是，电容的电容量在此不作具体的限定，可以根据实际情况进行设定。

具体的，所述的电容去耦电路，所述电容2两端的电压和所述负载芯片3两端的电压等同。

具体的，所述的电容去耦电路，所述负载芯片3中的电流通过第一表达式获取，所述第一表达式为I=CdV/dt，其中，I为所述负载芯片3中的电流，C为所述电容的大小，dV/dt为所述负载芯片3两端单位时间内电压的变化。

具体的，所述的电容去耦电路，所述负载芯片3两端电压的变化通过第二表达式获取，所述第二表达式为ΔV=ZΔI，其中，ΔV为所述负载芯片3两端电压的变化值，ΔI为所述负载芯片3两端瞬态电流变化值，Z为所述稳压电源1和所述电容2组合在一起所产生的阻抗。

由于电容C与稳压电源并联连接，负载芯片的一端A连接所述稳压电源的正极，另一端B连接所述稳压电源的负极，因此不管是从储能的角度来考虑电容退耦还是从阻抗的角度来考虑退耦，都包含滤波和去耦的效果。

如上所述，根据本实用新型，不管是从储能的角度来考虑电容退耦还是从阻抗的角度来考虑退耦，本实用新型的电容去耦电路都包含滤波和去耦的效果。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。