過(guò)孔的寄生電感

同樣，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，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。

高速PCB中的過(guò)孔設(shè)計(jì)

通過(guò)上面對(duì)過(guò)孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB設(shè)計(jì)中，看似簡(jiǎn)單的過(guò)孔往往也會(huì)給電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的負(fù)面效應(yīng)，為了減小過(guò)孔的寄生效應(yīng)帶來(lái)的不利影響，在設(shè)計(jì)中可以盡量做到以下幾方面：

· 從成本和信號(hào)質(zhì)量?jī)煞矫婵紤]，選擇合理尺寸的過(guò)孔。比如對(duì)6-10層的內(nèi)存模塊PCB設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，選用10/20Mil（鉆孔/焊盤）的過(guò)孔較好，對(duì)于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使用8/18Mil的過(guò)孔。

目前技術(shù)條件下，很難使用更小尺寸的過(guò)孔了。對(duì)于電源或地線的過(guò)孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗。

· 上面討論的兩個(gè)公式可以得出，使用較薄的PCB板有利于減小過(guò)孔的兩種寄生參數(shù)。

· 電源和地的管腳要就近打過(guò)孔，過(guò)孔和管腳之間的引線越短越好，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致電感的增加。同時(shí)電源和地的引線要盡可能粗，以減少阻抗。

· PCB板上的信號(hào)走線盡量不換層，也就是說(shuō)盡量減少不必要的過(guò)孔。

· 在信號(hào)換層的過(guò)孔附近放置一些接地的過(guò)孔，以便為信號(hào)提供近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過(guò)孔。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)時(shí)還需要靈活多變。

· 前面討論的過(guò)孔模型是每層均有焊盤的情況，有的時(shí)候，我們可以將某些層的焊盤減小甚至去掉。

特別是在過(guò)孔密度非常大的情況下，可能會(huì)導(dǎo)致在鋪銅層形成一個(gè)隔斷回路的斷槽，解決這樣的問(wèn)題除了移動(dòng)過(guò)孔的位置，我們還可以考慮將過(guò)孔在該鋪銅層的焊盤尺寸減小。

如何使用過(guò)孔：通過(guò)上面對(duì)過(guò)孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB 設(shè)計(jì)中，看似簡(jiǎn)單的過(guò)孔使用不當(dāng)往往也會(huì)給電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的負(fù)面效應(yīng)。