La pregunta de, ¿porqué poner condensadores de desacoplo? es muy común, ya que se suelen poner en todos los C.I por norma común, lo malo es que muchas veces se desconoce el porqué, y puede ocurrir que no se elijan adecuadamente.

En sistemas digitales de alta velocidad hay conmutaciones muy rápidas, por lo que internamente los C.I requieren de altos requerimientos de intensidad en muy poco tiempo, y aquí entramos en el mundo de las impedancias.

Las pistas y cableados tienen una inductancia que hace que cuando se requiera una intensidad importante por parte de la conmutación de algún C.I,  tenga un retardo en el suministro de esta intensidad y por lo tanto una caída de tensión en la alimentación, los condensadores de desacoplo también sirven como camino de retorno a las corrientes de alta frecuencia.

 

Los condensadores de desacoplo se deben de poner muy cerca de los pines de alimentación de cada C.I para mantener  la inductancia  lo más baja posible  en las pistas que van desde el condensador de desacoplo al C.I.

Los condensadores de desacoplo funcionan muy bien cuando hay plano de masa y de Vcc, pero cuando no hay planos de alimentación son las causas principales de EMI.

ESR: está relacionado con la máxima corriente instantánea que es capaz de entregar en el momento que el C.I lo requiere

ESL: Es la componente inductiva, está relacionada con la frecuencia de trabajo. A frecuencias altas la reactancia ESL tiende a aumentar y oponerse a cambios bruscos en las corrientes a suministrar.

ESR y ESL debemos elegir los condensadores con estos parámetros lo más bajos posibles.

DIELECTRICO DEL CONDENSADOR: Se requieren condensadores con muy baja inductancia los condensadores multicapa cerámicos son mejores que otros para utilizarlos como desacoplo, debido a su baja inductancia. El dieléctrico también tiene su importancia, ya que se refleja en su impedancia total. NPO es el que mejor comportamiento tiene, X7R comportamiento aceptable y el Z5U es el peor de todos.

CONEXION C.I: Para minimizar la inductancia, lo mejor es hacer vías directamente de los pines de alimentación a los planos de masa desde los mismos pads, el condensador de desacoplo irá muy cerca de estos pines y también con vías a los planos de masa.

CONEXION CONDENSADOR DE DESACOPLO: Cuantas más vías tenga en la conexión, menor inductancia tendremos, la mejor forma de conectar el condensador de desacoplo a los planos de alimentación es hacer cada pad para que quepan 3 vías o mejor 5 vías, la distancia entre las vías más cercanas al pad opuesto  debe de ser menor que la distancia entre planos de alimentación, la distancia entre las vías de cada pad debe de ser superior a la distancia entre planos de alimentación

VALOR DEL CONDENSADOR:

Podemos calcularlos de dos formas distintas.

1/ Mediante la fórmula

C= (I*N*∆t)/ ∆V

I=Corriente necesaria para conmutar la salida

N= número de salidas conmutando

∆t= tiempo requerido por el condensador para suministrar la corriente

∆V= caída de tensión en alimentación que se puede tolerar

 

2/ Si nos dan el Slew rate máximo. Nos permite calcular la máxima corriente que puede suministrar un condensador. Por ejemplo un condensador de 0,1uF de 50V/uS puede suministrar:

I=(C*∆V)/ (∆t)

C=0.1uF

∆V=50v

∆t=1uS

I=(0.1*10-6*50)/ (1*10-6)=5A

I=5A Corriente máxima que puede suministrar en un microsegundo.