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デカップリングコンデンサ選択計算ツール

デカップリングコンデンサの自己共振周波数、ターゲット周波数でのインピーダンス、有効バイパス範囲、およびパワーインテグリティに必要なコンデンサの数を計算します

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公式

f_SRF = 1 / (2π√(ESL·C)), Z = √(ESR² + (X_C − X_L)²)

C — Capacitance (F)
ESR — Equivalent series resistance (Ω)
ESL — Equivalent series inductance (H)
f_SRF — Self-resonant frequency (Hz)
Z — Impedance (Ω)

仕組み

バイパスコンデンサとも呼ばれるデカップリングコンデンサは、高周波ノイズを抑制し、集積回路の近くに局所的なエネルギー貯蔵を提供するように設計された電子回路の重要なコンポーネントです。これらは局所的な電荷貯蔵庫の役割を果たし、電源電圧の変動を平滑化し、電磁干渉を低減します。コンデンサをICの電源ピンの近くに配置することで、急激な電流需要を瞬時に満たし、安定した電圧を維持し、性能の低下を防ぐことができます。

計算例

3.3Vで動作し、ピーク電流消費量が100mA、最大周波数が10MHzのマイクロコントローラには、デカップリングコンデンサを選択してください。1）等価直列抵抗が0.1Ωと仮定して、f = 1/（2π RC）を使用して必要な容量を推定します。2）計算：低ESRの0.1µFセラミックコンデンサ。3）0.1µFのコンデンサをVCCピンとGNDピンの間に直接配置し、トレースが短いようにします。インダクタンスを最小限に抑えるための長さ。

実践的なヒント

  • ✓複数のコンデンサ値を使用して、より広範な周波数ノイズ抑制を実現
  • ✓デカップリングコンデンサは、ICの電源ピンのできるだけ近くに配置してください
  • ✓コンデンサとIC間のトレース長を最小化
  • ✓高周波アプリケーションには低ESRセラミックコンデンサを使用

よくある間違い

  • ✗すべてのICに1つのコンデンサ値を使用
  • ✗デカップリングコンデンサを電源ピンから離れた場所に配置
  • ✗コンデンサの等価直列抵抗 (ESR) を無視
  • ✗特定の周波数範囲で間違った誘電体タイプを使用する

よくある質問

局所的なエネルギー貯蔵を提供し、高周波ノイズを抑制し、集積回路の安定した電圧を維持します。
ICの消費電流、動作周波数、および製造元の推奨事項を考慮してください。通常、値の範囲は0.1µFから10µFです。
ESRが高いため、一般的に高周波アプリケーションにはお勧めしません。ほとんどのデジタル回路にはセラミックコンデンサが適しています。

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