什么是寄生電感

　　寄生電感一半是在PCB過孔設(shè)計所要考慮的。

　　在高速數(shù)字電路的設(shè)計中，過孔的寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會削弱旁路電容的貢獻，減弱整個電源系統(tǒng)的濾波效用。我們可以用下面的公式來簡單地計算一個過孔近似的寄生電感。

　　L=5.08h［ln（4h/d）+1］其中L指過孔的電感，h是過孔的長度，d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出，過孔的直徑對電感的影響較小，而對電感影響最大的是過孔的長度。仍然采用上面的例子，可以計算出過孔的電感為：L=5.08x0.050［ln（4x0.050/0.010）+1］=1.015nH 。如果信號的上升時間是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候需要通過兩個過孔，這樣過孔的寄生電感就會成倍增加。

　　PCB過孔的寄生電容和電感的計算

　　PCB過孔本身存在著寄生電容，假如PCB過孔在鋪地層上的阻焊區(qū)直徑為D2，PCB過孔焊盤的直徑為D1，PCB板的厚度為T，基板材介電常數(shù)為ε，則PCB過孔的寄生電容數(shù)值近似于：C=1.41εTD1/（D2-D1） PCB過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間，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，對于一塊厚度為50Mil的PCB，如果使用的PCB過孔焊盤直徑為20Mil（鉆孔直徑為10Mils），阻焊區(qū)直徑為40Mil，則我們可以通過上面的公式近似算出PCB過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PCB過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過孔進行層間的切換，就會用到多個PCB過孔，設(shè)計時就要慎重考慮。實際設(shè)計中可以通過增大PCB過孔和鋪銅區(qū)的距離（Anti-pad）或者減小焊盤的直徑來減小寄生電容。

　　PCB過孔存在寄生電容的同時也存在著寄生電感，在高速數(shù)字電路的設(shè)計中，PCB過孔的寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會削弱旁路電容的貢獻，減弱整個電源系統(tǒng)的濾波效用。

　　我們可以用下面的經(jīng)驗公式來簡單地計算一個PCB過孔近似的寄生電感：L=5.08h［ln（4h/d）+1］

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

　　如果信號的上升時間是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候需要通過兩個PCB過孔，這樣PCB過孔的寄生電感就會成倍增加。