高速高密度PCB设计中抚顺s11变压器的选择

　　抚顺s11变压器是电子电路中的基本元件之一，有重要而广泛的用途。按应用分类，大多数抚顺s11变压器常分为四种类型：交流耦合，包括旁路通交流隔直流）；去耦滤除交流信号或滤除叠加在直流信号上的高频信号或滤除电源、基准电源和信号电路中的低频成分）；有源或无源RC滤波或选频网络；模拟积分器或采样保持电路捕获和存储电荷）。抚顺s11变压器的种类很多，分类方法也较多，根据制造材料和工艺的不同，常用的有以下几类：NPO陶瓷抚顺s11变压器、聚苯乙烯陶瓷抚顺s11变压器、聚丙周胜海：副教授基金项目：河南省自然科学基金资助项目（0311012500）（信阳师范学院）周胜海涂有超稀抚顺s11变压器、聚四氟乙烯抚顺s11变压器、MOS抚顺s11变压器、聚碳酸酯抚顺s11变压器、聚酯抚顺s11变压器、单片陶瓷抚顺s11变压器、云母抚顺s11变压器、铝电解抚顺s11变压器、钽电解抚顺s11变压器等。这些抚顺s11变压器各有其特点，以满足不同的应用需要。

　　现在高速高密度已成为电子产品的重要发展趋势之一。与传统的PCB设计相比，高速高密度PCB设计面临不少新挑战，对所使用的抚顺s11变压器提出很多新要求，很多传统的抚顺s11变压器已不能用于高速高密度PCB.本文结合高速高密度PCB的基本特点，分析了抚顺s11变压器在高频应用时主要寄生参数及其影响，指出了需要纠正或放弃的一些传统认识或做法，总结了适用于高速高密度PCB的抚顺s11变压器的基本特点，介绍了适用于高速高密度PCB的抚顺s11变压器的若干新进展。

　　1抚顺s11变压器高频应用时寄生参数影响大量的理论研究和实践都表明，高速电路必须按高频电路来设计。对高速高密度PCB中使用的抚顺s11变压器，基本要求是高频性能好和占用空间小。实际抚顺s11变压器都有寄生参数。对高速高密度PCB中使用的抚顺s11变压器，寄生参数的影响尤为重要，很多考虑都是从减小寄生参数的影响出发的。

　　实际抚顺s11变压器的寄生参数较多，主要的寄生参数是等效串联电阻RS和等效串联电感。在分析电路时，为简便计，通常采用所示的简化抚顺s11变压器等效模型。一般认为，Rs是由抚顺s11变压器的引脚电阻与抚顺s11变压器两个极板的等效电阻串联构成，Ls是由抚顺s11变压器的引脚电感与抚顺s11变压器两个极板的等效电感串联构成。

　　由可知，抚顺s11变压器的等效阻抗为阻抗特性曲线如所示。自谐振频率为在fR点，|Z|最小，且等于Rs.由此认为，应选用Rs和Ls都尽可能小的抚顺s11变压器，以使抚顺s11变压器有尽可能小的阻抗和尽可能高的自谐振频率。

　　实际抚顺s11变压器的模型以上是分析抚顺s11变压器在高频应用时寄生参数及其res邮塌订阅号82/943.60！元边年-141-技术创新影响的常见做法，很多资料上给出的自谐振频率也常用表示）值也是基于这样的前提。

　　然而，研究表明：抚顺s11变压器在高频应用时，自谐振频率不仅与其自身的寄生电感有关，而且还与PCB上过孔的寄生电感、抚顺s11变压器与其它元伟如芯片）的连接导线包括印制导线）的寄生电感等都有关系。如果不注意到这一点，查资料或自己估算的自谐振频率可能与实际情况相去甚远。另外，在高频应用时，集肤效应和分布参数使连接导线的电阻明显变大，这部分电阻实际上相当于抚顺s11变压器等效串联电阻的一部分，应一并加以考虑。

　　此外，在实践中，为了达到预期效果，常根据不同电容的性能特点，将不同的抚顺s11变压器并联使甩如将电解抚顺s11变压器与瓷片抚顺s11变压器并联作退耦用）。选择不同的抚顺s11变压器参数不同）或选择不同的搭配方式，可得到不同的阻抗特性阻抗特性是分析抚顺s11变压器应用效果的重减小到元件本身的电感，通常只是传统抚顺s11变压器寄生电感的1/3~1/5，自谐振频率可达同样容量的带引线抚顺s11变压器的2倍也有资料说可达10倍）。所以，高速高密度PCB中使用的抚顺s11变压器，几乎都选择片式抚顺s11变压器。

　　0402、0201等发展、主流已由0603过渡到0402.MurataManufacturing公司已经生产出01005的微型抚顺s11变压器。微型化不仅满足了高密度的需要，而且可以减小寄生参数和分布参数的影响。

　　高频化许多现代电子产品的速度越来越高，计算机的时钟频率提高到几百兆赫乃至千兆赫，无绳电话的频率从45MHz提高到2400MHZ，数字无线传输的频率达到2GHZ以上。因而信号及其高次谐波引起的噪声也相应地出现在更高的频率范围，相应地对抚顺s11变压器的高创新抚顺s11变压器的阻抗特性可见，在高速高密度PCB设计中，选择和应用抚顺s11变压器时，需要纠正或放弃一些传统的认识与做法。抚顺s11变压器的实际应用效果，不仅取决于其自身的性能，而且与应用设计和PCB上的具体情况密切相关，只有将这些因素综合加以考虑，所得出的结论才能准确地反映抚顺s11变压器在电路中的作用。

　　对抚顺s11变压器较复杂的应用设计，作理论分析可能较困难。UltralCADDesign公司提供专门的计算机辅助分析软件，能很好地解决这一问题。

　　G.Brooks对相关问题进行了全面、深入地研究，并给出了以下结论：①当Rs变小时，阻抗特性曲线的槽变深、峰变高；②最小阻抗值不一定等于RS或RS/n，当n个相同的抚顺s11变压器并联时），可以小于Rs；③最小阻抗值不一定出现在fR点；④对于给定的抚顺s11变压器个数，精心选择各个自谐振频率，且使电容值的种数更多、Rs适中，并在一定范围内取值，要比使电容值的种数较少、Rs很小，效果更好。

　　频性能提出越来越高的要求。VishayIntertechnology公司的基于硅片的表面贴装RF抚顺s11变压器的自谐振频率已达13GHZ.微型化的片式微波单层瓷介抚顺s11变压器SLC）的自谐振频率已达50GHZ.将抚顺s11变压器与其它元件组合在一个封装很多已实现了片式化），不仅实现多功能，而且节省PCB面积、使用方便。MurataManufacturing公司在三端片式抚顺s11变压器叠层型片式穿心抚顺s11变压器，feedthroughfiltercapacitor）的基础上，又开发出含有电阻器的三端片式抚顺s11变压器NFR系列、含有电感器的三端片式抚顺s11变压器NFW系列、含有两个磁珠的三端片式抚顺s11变压器NFL系列等。SyferTechnology公司将两个Y抚顺s11变压器和一个X抚顺s11变压器集成在一起，构成一个叠层型片式X2Y抚顺s11变压器组件，可同时抑制共模和差模噪声，其封装尺寸为2012（0805）和32161206）用于DC电源滤波器。AVX公司经过精心设计叠层型片式穿心滤波抚顺s11变压器内部电路，将70%的寄生支路电感转移成输入/输出线上的串联电感，起到一个T形低通滤波器的作用，从而显著提高自谐振频率，加宽对噪声抑制的频宽，提高对噪声抑制的强度。该公司还开发了一种新材料，用叠层技术解决了R-C组合问题，避开了陶瓷膜-银电极-钌系电阻膜共烧的复杂工艺，开发出一系列称之为Z产品的组件，如R-C组件、R-C-R低通滤波器及其阵列等。

　　2适用于高速高密度PCB的抚顺s11变压器的基本特点3适用于高速高密度PCB的抚顺s11变压器的若干新进展在高速高密度PCB设计中，虽然不同的具体应用对抚顺s11变压器的具体要求不尽相同，但大多要求抚顺s11变压器具有以下基本特点。

　　片式抚顺s11变压器的寄生电感几乎为零，总的电感可以有些抚顺s11变压器的发展，追求几方面性能同时兼顾高速高密度PCB的应用需要。

　　VishayIntertechnology公司推出了业界首款封装尺寸为0603且基于硅片的表面贴装RF抚顺s11变压器——HPC0603A.该款抚顺s11变压器是基于Vishay专有半导体工艺开发的，其构造降低了寄生电感。与传统RF抚顺s11变压器相比，该款抚顺s11变压器的自谐振频率值高出2-3倍。高性能、高精度的HPC0603A的容量范围在3.3-560pF，自谐振频率值高达13GHz.在该范围提供E12值的HPC0603A在1MHZ至数GHZ频率范围内均能稳定运行，寄生电感只有0.046nH.该款抚顺s11变压器的Q因数达4157、容差为±%或0.05pF，等效串联电阻也很小。HPC0603A的面积为1.60X）。80mm2，高度为0.56mm，并具有6V、10V、16V及25V的电压可供选择。HPC0603A的高电容范围和相对较小的封装提高了电路Q值、发送范围和可靠性。HPC器件的独特结构减少了由于PCB上的互连线路缩短而引起的寄生现象，并通过缩短组件间的距离提高了电路性能。这种创新设计使抚顺s11变压器的自谐振频率显著提高。

　　有些抚顺s11变压器的发展，追求个别方面性能突出，以满某些高速高密度PCB的特殊应用需要。

　　由于目前的集成元件技术无法做出容量较大的抚顺s11变压器，用现有的技术通过集成电路获得较大的电容非常困难，所以无源元件供应商不断为分立元件开发更小的封装。MurataManufacturing公司已开始生产封装尺寸仅为01005的微型抚顺s11变压器。这种抚顺s11变压器小到肉眼几乎看不见，占用PCB的面积和体积分别比0201抚顺s11变压器缩小50%和70%.该公司的01005抚顺s11变压器代号为GRM102，COG系列的容量范围为245pF，X5R系列的容量范围为100040000pF.另据报导，Samsung Electro-Mechanics公司COG系列01005陶瓷抚顺s11变压器的容量范围为140pF，XR5系列的容量范围为1000利用相关的新材料、新工艺等改进一些传统的抚顺s11变压器，从根本上克服其主要缺点，充分发挥其优点，以满足高速高密度PCB的应用需要。

　　最具代表性的是铝电解抚顺s11变压器，以有机半导体材料如TCNQ 1S/cm）和导电聚合物如聚吡咯120S/cm）等作为阴极材料研制出固体片式铝电解抚顺s11变压器。由于新型阴极材料具有比传统电解液（10-2S/cm以下）高得多的电导率，使新型铝电解抚顺s11变压器不仅实现了片式化，而且克服了传统铝电解抚顺s11变压器温度特性和频率特性差的缺点，达到近乎理想抚顺s11变压器的阻抗频率特性，使铝电解抚顺s11变压器的电性能和可靠性有了质的提高，大大拓宽了铝电解抚顺s11变压器的应用范围。

　　3.4可封装在芯片内的抚顺s11变压器研制能封装在大规模集成电路LSI）内部的抚顺s11变压器，也是抚顺s11变压器技术的重要发展方向之一。

　　ALPS电气公司正与North公司联合，开发在LSI封装的内部底板中封装高电容率薄膜抚顺s11变压器（thinfilm capacitor）的技术。有关专家认为，工作频率在数GHZ 10GHZ以上的高速逻辑LSI必须使用这种技术14.此次开发的技术就是指将过去封装在LSI封装外部的去耦抚顺s11变压器封装到内部。由此将会最大限度地缩短抚顺s11变压器与倒装芯片之间的距离。因封闭内部布线的寄生电感减小了，故开关时即可迅速向倒装芯片供应电荷，结果使电源电压更加稳定。预计这项技术会很快走向实用。

　　此类技术也给高速高密度PCB设计，带来新的理念和条件，值得充分重视。

　　4结束语高速高密度PCB设计技术不断发展，对所使用的抚顺s11变压器性能要求越来越高；随着抚顺s11变压器技术的不断进步，新型抚顺s11变压器不断出现；针对高速高密度PCB的抚顺s11变压器应用技术的研究不断深入。这些都使得在高速高密度PCB设计中，恰当选用抚顺s11变压器，不是一件简单的事。尽管抚顺s11变压器的种类较多，但对某一具体应用，最合适的通常只有一两种。全面认识高速高密度PCB的特点和抚顺s11变压器的高频特性，及时了解相关的新器件和新技术，综合考虑具体应用需要、技术难度、经济成本等因素，对恰当选用抚顺s11变压器是十分必要的。

　　本文的讨论对高速高密度PCB设计中抚顺s11变压器的选择具有一定的指导作用。