过孔的寄生电容和电感
过孔对信号的影响
过孔对信号的影响过孔对信号的影响一、过孔的寄生电容过孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2，过孔焊盘的直径为D1，PCB板的厚度为T，板基材介电常数为ε，则过孔的寄生电容大小近似于：C=1.41εTD1/（D2-D1）过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。
举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用内径为10Mil，焊盘直径为20Mil的过孔，焊盘与地铺铜区的距离为32Mil，则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/（0.032-0.020）=0.517pF，这部分电容引起的上升时间变化量为：T10-90=2.2C（Z0/2）=2.2x0.517x（55/2）=31.28ps。
从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换，设计者还是要慎重考虑的。
二、过孔的寄生电感同样，过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。
我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感：L=5.08h［ln（4h/d）+1］其中L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。
从式中可以看出，过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是过孔的长度。
仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为：L=5.08x0.050［ln（4x0.050/0.010）+1］=1.015nH。
如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω。
这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔，这样过孔的寄生电感就会成倍增加。
PCB过孔的寄生电容和电感
PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算PCB过孔本身存在着寄生电容，假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,PCB 过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB过孔的寄生电容数值近似于：C=1.41εTD1/(D2-D1)PCB过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。
举例，对于一块厚度为50Mi l的PCB，如果使用的P CB过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容引起的上升时间变化量大致为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps从这些数值可以看出，尽管单个PC B过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用PCB过孔进行层间的切换，就会用到多个PCB过孔，设计时就要慎重考虑。
实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。
PCB过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，PCB 过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。
我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个P CB过孔近似的寄生电感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指PC B过孔的电感，h是PCB过孔的长度，d是中心钻孔的直径。
过孔寄生电容
二、过孔的寄生电容过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度.举例来说,对于一块厚度为50Mil的PCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps .从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的.三、过孔的寄生电感同样,过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计中,过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响.它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱整个电源系统的滤波效用.我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指过孔的电感,h是过孔的长度,d是中心钻孔的直径.从式中可以看出,过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是过孔的长度.仍然采用上面的例子,可以计算出过孔的电感为:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH .如果信号的上升时间是1ns,那么其等效阻抗大小为:XL=πL/T10-90=3.19Ω.这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔,这样过孔的寄生电感就会成倍增加.四、高速PCB中的过孔设计通过上面对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应.为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到:1、从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的过孔大小.比如对6-10层的内存模块PCB设计来说,选用10/20Mil(钻孔/焊盘)的过孔较好,对于一些高密度的小尺寸的板子,也可以尝试使用8/18Mil的过孔.目前技术条件下,很难使用更小尺寸的过孔了.对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗.2、上面讨论的两个公式可以得出,使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数.3、PCB板上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量不要使用不必要的过孔.4、电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加.同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗.5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路.甚至可以在PCB 板上大量放置一些多余的接地过孔.当然,在设计时还需要灵活多变.前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况,也有的时候,我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉.特别是在过孔密度非常大的情况下,可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽,解决这样的问题除了移动过孔的位置,我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小.。
过孔的寄生电容和电感--B
過孔的寄生電容和電感admin @ 2014-03-26 , reply:0 Tags:一、過孔的寄生電容和電感過孔本身存在著寄生的雜散電容，如果已知過孔在鋪地層上的阻焊區直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材介電常數為ε則過孔的寄生電容大小近似於：C=1.41ε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。
舉例來說，對於一塊厚度為50Mil的PCB板，如果使用的過孔焊盤直徑為20Mil（鑽孔直徑為10Mils），阻焊區直徑為40Mil,則我們可以通過上面的公式近似算出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從這些數值可以看出，儘管單個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過孔進行層間的切換，就會用到多個過孔，設計時就要慎重考慮。
實際設計中可以通過增大過孔和鋪銅區的距離（Anti-pad）或者減小焊盤的直徑來減小寄生電容。
過孔存在寄生電容的同時也存在著寄生電感，在高速數字電路的設計中，過孔的寄生電感帶來的危用。
我們可以用下面的經驗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是中心鑽孔的直徑。
從式中可以看出，過孔的直徑對電感L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH如果信號的上升時間是1ns，那麼其等效阻抗大小為：XL=πL/T10-90=3.19Ω電流的通過已經不能夠被忽略，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。
二、如何使用過孔通過上面對過孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。
高速PCB过孔研究解析
在数字通信系统中，随着PCB布线密度，布线层数和传输信号速率的不断增加，信号完整性的问题变得越来越突出，已经成为高速PCB设计者巨大的挑战。
而在高速PCB设计中，过孔已经越来越普遍使用，其本身的寄生参数极易造成信号完整性问题，如何减少过孔本身所产生的信号完整性问题，已经成为高速PCB设计者研究的重点和难点。
过孔是多层高速PCB的重要组成部分，过孔的费用通常可以占到整个PCB费用的30%~40%，过孔主要由两个作用：不同层的电气连接和器件的固定和定位。
工艺上分为盲孔，埋孔和通孔。
盲孔和埋孔得深度不超过PCB的厚度，只连通PCB中的部分层；通孔则贯穿整个PCB层，另外由于通孔在工艺上更易实现，成本较低，所以绝大部分PCB只使用通孔，本文主要讨论通孔的情况。
若经过严格的物理理论推导和近似分析，可以把过孔的等效电路模型为一个电感两端各串联一个接地电容，如图所示。
图过孔的等效电路模型从等效电路模型可知，过孔本身存在对地的寄生电容，假设过孔反焊盘直径为D2，过孔焊盘的直径为D1，PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于：过孔的寄生电容可以导致信号上升时间延长，传输速度减慢，从而恶化信号质量。
同样，过孔同时也存在寄生电感，在高速数字PCB中，寄生电感带来的危害往往大于寄生电容。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，从而减弱整个电源系统的滤波效用。
假设L为过孔的电感，h为过孔的长度，d为中心钻孔的直径。
过孔近似的寄生电感大小近似于：为了量化分析过孔直径，过孔深度，过孔焊盘和反焊盘几种关键参数对高速PCB的信号完整性的影响，本文采用了全波电磁仿真软件HFSS软件对高速PCB过孔进行了三维仿真分析，与传统的电路等效方式仿真，全波电磁仿真软件具有仿真结果准确可靠，仿真速度快，界面友好等优点。
为详细分析过孔的关键参数对过孔性能的影响，把部分关键参数设置为动态，设置如下：材质为FR4，介点系数为4.4，反焊盘直径R_antipad变化范围10mil~17mil；过孔直径R_via变化范围10mil~13mil，过孔焊盘R_pad变化范围12mil~16mil，过孔深度H_pad变化范围59mil~70mil。
PCB布线中的过孔和电容效应分析报告和结构优化
PCB布线中的过孔和电容效应分析和结构优化-电气论文PCB布线中的过孔和电容效应分析和结构优化尚文亚1，2，刘丰满1，3，王海东1，3，何慧敏1，2，3，万菲1，3，于大全3，4，上官东恺1，3（1.华进半导体封装先导技术研发中心，江苏无锡214315；2.中国科学院大学，北京100049；3.中国科学院微电子研究所，北京100029；4.华天科技有限公司，陕西西安710018）摘要：在多层PCB布线中，过孔和电容是常见的不连续结构。
信号线在不同平面间转换传输路径时，过孔与回流层之间的寄生电容与寄生电感将引起信号完整性的相关问题；而常用的传输线上的AC耦合电容等，引入了阻抗突变的结构，由此带来了反射等相关问题。
通过对多层PCB上的过孔进行建模仿真，研究不同变量对过孔性能的影响趋势，以协助信号完整性问题的分析；通过对电容阻抗突变处进行不同形式的补偿，仿真和测试结果相验证，得到提高信号传输质量的解决方案。
关键词：PCB传输线；过孔效应；阻抗突变；信号完整性中图分类号：TN41?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）16?0110?05收稿日期：2015?04?03基金工程：国家自然科学基金资助工程（61306136）现代电子产品益趋向高密度、小型化的方向发展，封装内的布线密度不断增加。
而随着数字信号传输速率的不断提高，信号的上升沿越来越短，过孔和电容等不连续结构带来的对传输线特征阻抗的影响越来越明显[1?2]。
而不同的介质和层叠结构上的不连续结构对电学性能的影响不尽相同，对阻抗不连续结构的阻抗补偿形式不可一概而论。
基于工程实际应用中的线性和层叠结构，本文设计了多种测试结构以提取和验证适合于实际线路的过孔模型和阻抗补偿形式。
1 传输线与反射1.1 反射原理反射产生的根本原因是互联线的阻抗有不连续的点。
信号以电磁波的形式在走线中传输的过程中，假设经过了2个阻抗不同的区域，交界面两侧的瞬态阻抗分别为Z1 和Z2 ，如图1所示。
过孔对pcb的影响
PCB过孔对信号传输的影响一．过孔的基本概念过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。
简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。
从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。
如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。
盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。
埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。
上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。
第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。
由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。
以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。
从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区。
这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。
很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。
但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。
比如，如果一块正常的6层PCB 板的厚度（通孔深度）为50Mil，那么，一般条件下PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。
随着激光钻孔技术的发展，钻孔的尺寸也可以越来越小，一般直径小于等于6Mils的过孔，我们就称为微孔。
硬件工程师经典面试100 题
硬件经典面试100 题（附参考答案)1、请列举您知道的电阻、电容、电感品牌(最好包括国内、国外品牌)。
电阻：美国：AVX、VISHAY 威世日本：KOA 兴亚、Kyocera 京瓷、muRata 村田、Panasonic 松下、ROHM 罗姆、susumu、TDK台湾: LIZ 丽智、PHYCOM 飞元、RALEC 旺诠、ROYALOHM 厚生、SUPEROHM 美隆、TA—I 大毅、TMTEC 泰铭、TOKEN德键、TYOHM 幸亚、UniOhm 厚声、VITROHM、VIKING 光颉、WALSIN 华新科、YAGEO 国巨新加坡：ASJ中国：FH 风华、捷比信电容：美国:AVX、KEMET 基美、Skywell 泽天、VISHAY 威世英国：NOVER 诺华德国：EPCOS、WIMA 威马丹麦:JENSEN 战神日本:ELNA 伊娜、FUJITSU 富士通、HITACHI 日立、KOA 兴亚、Kyocera 京瓷、Matsushita 松下、muRata 村田、NEC、nichicon（蓝宝石）尼吉康、Nippon Chemi—Con（黑金刚、嘉美工）日本化工、Panasonic 松下、Raycon 威康、Rubycon（红宝石）、SANYO 三洋、TAIYO YUDEN 太诱、TDK、TK 东信韩国： SAMSUNG 三星、SAMWHA 三和、SAMYOUNG 三莹台湾：CAPSUN、CAPXON(丰宾）凯普松、Chocon、Choyo、ELITE 金山、EVERCON、EYANG 宇阳、GEMCON 至美、GSC 杰商、G-Luxon 世昕、HEC 禾伸堂、HERMEI 合美电机、JACKCON 融欣、JPCON 正邦、LELON 立隆、LTEC 辉城、OST 奥斯特、SACON 士康、SUSCON 冠佐、TAICON 台康、TEAPO 智宝、WALSIN 华新科、YAGEO 国巨香港：FUJICON 富之光、SAMXON 万裕中国:AiSHi 艾华科技、Chang 常州华威电子、FCON 深圳金富康、FH 广东风华、HEC 东阳光、JIANGHAI 南通江海、JICON 吉光电子、LM 佛山利明、R.M 佛山三水日明电子、Rukycon 海丰三力、Sancon 海门三鑫、SEACON 深圳鑫龙茂电子、SHENGDA 扬州升达、TAI—TECH 台庆、TF 南通同飞、TEAMYOUNG 天扬、QIFA 奇发电子电感：美国：AEM、AVX、Coilcraft 线艺、Pulse 普思、VISHAY 威世德国：EPCOS、WE日本：KOA 兴亚、muRata 村田、Panasonic 松下、sumida 胜美达、TAIYO YUDEN 太诱、TDK、TOKO、TOREX 特瑞仕台湾：CHILISIN 奇力新、yers 美磊、TAI-TECH 台庆、TOKEN 德键、VIKING 光颉、WALSIN 华新科、YAGEO 国巨中国：Gausstek 丰晶、GLE 格莱尔、FH 风华、CODACA 科达嘉、Sunlord 顺络、紫泰荆、肇庆英达2、请解释电阻、电容、电感封装的含义：0402、0603、0805。
PCB过孔概念、寄生参数介绍
PCB过孔概念、寄生参数介绍 2003-11-18 上海泰齐科技网一、过孔的概念过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。
简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。
从作用上看，过孔可以分成两类：1、用作各层间的电气连接。
2、用作器件的固定或定位。
如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。
盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。
埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。
上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。
第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。
由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。
以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。
从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区，见下图。
这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。
很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。
但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。
比如，现在正常的一块6层PCB板的厚度（通孔深度）为50Mil左右，所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。
PCB过孔元件的电气属性
PCB过孔元件的电气属性
如表格1所示，我们来仔细看一看每个过孔元件的电气属性。
表1：图1中显示的过孔元件的电气属性
一个简单过孔是一系列的π型网络，它由两个相邻层内构成的电容-电感-电容 (C-L-C) 元件组成。
表格2显示的是过孔尺寸的影
响。
表2：过孔尺寸的直观影响
通过平衡电感与寄生电容的大小，可以设计出与传输线具有相同特性阻抗的过孔，从而变得不会对电路板运行产生特别的影响。
还没有简单的公式可以在过孔尺寸与C和L元件之间进行转换。
3D电磁(EM) 场解算程序可以根据PCB布局布线中使用的尺寸来预测结构阻抗。
通过重复调整结构尺寸和运行3D仿真，可优化过孔尺寸，来实现所需阻抗和带宽要求。
过孔(via)
2、上面讨论的两个公式可以得出，使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄
生参数。
3、PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。
4、电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗，以减少阻抗。
5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔。当然，在设计时还需要灵活多变。前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况，也有的时候，我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉。特别是在过孔密度非常大的情况下，可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽，解决这样的问题除了移动过孔的位置，我们还可以考虑将过孔在该生电容
过孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于：
C=1.41εTD1/(D2-D1)
过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用内径为10Mil，焊盘直径为20Mil的过孔，焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF，这部分电容引起的上升时间变化量为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换，设计者还是要慎重考虑的。
四、高速PCB中的过孔设计
过孔的寄生电感和电容以及如何使用过孔
一、过孔的寄生电容和电感过孔本身存在着寄生的杂散电容，如果已知过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于：C=1.41εTD1/(D2-D1)过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。
举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用的过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容引起的上升时间变化量大致为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换，就会用到多个过孔，设计时就要慎重考虑。
实际设计中可以通过增大过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。
过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。
我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。
从式中可以看出，过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是过孔的长度。
仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为：L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω。
这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔，这样过孔的寄生电感就会成倍增加。
高速信号过孔寄生电容寄生电感对传输的影响
高速信号过孔寄生电容寄生电感对传输的影响首先，我们来看看过孔的寄生电容。
每个过孔都会产生一个寄生电容，这是由于过孔的两个金属层之间以及与基板间的绝缘层之间形成的电容。
这个寄生电容会导致信号的传输速度减慢。
具体来说，寄生电容会导致信号的上升时间和下降时间增加，从而减慢整个信号的传输速度。
这是因为电容的存在会导致电流的积累和放电过程中电荷的重新分配。
因此，在高速信号传输中，需要采取一些措施来减小过孔寄生电容对信号速度的影响，例如增加过孔的直径或采用铺铜的方式来减小寄生电容的大小。
其次，我们来看看寄生电感的影响。
每个过孔也会产生一个寄生电感，这是由于过孔的导线在形状上呈螺旋线状，具有一定的电感性质。
这个寄生电感会导致信号波形的失真和传输损耗的增加。
具体来说，寄生电感会导致信号的振荡和衰减，从而降低信号的完整性和可靠性。
在高速信号传输中，这是不可接受的。
因此，需要通过减小过孔的长度和增加过孔的直径来减小寄生电感的大小。
综上所述，过孔寄生电容和寄生电感对高速信号的传输具有重要的影响。
它们会导致信号的传输速度减慢、信号波形失真和传输损耗增加等问题。
为了克服这些问题，需要通过优化设计和采用适当的技术来减小过孔寄生电容和寄生电感的大小，例如增加过孔的直径、减小过孔的长度和采用铺铜的方式等。
通过这些措施，可以改善信号的传输速度、完整性和功耗，从而提高高速信号传输的性能和可靠性。
总结：高速信号过孔寄生电容和寄生电感对传输的影响是十分显著的，它们会导致信号的传输速度减慢、信号波形失真和传输损耗增加等问题。
为了解决这些问题，需要进行优化设计和采用适当的技术来减小过孔寄生电容和寄生电感的大小。
通过这些措施，可以改善信号的传输速度、完整性和功耗，提高高速信号传输的性能和可靠性。
硬件经典面试题及答案
电荷泵通过开关对电容充放电实现升压，因为电路没有电感元件储能，驱动能力较弱，只可以用于小电流场合。 24、请列举您知道的复位 IC 型号。
IMP809、IMP811。 25、请列举您知道的 51 单片机型号。
AT89C2051、AT89C51、AT89S52、W78E65、W78E516B。 26、请列举您知道的 ARM CPU 型号。
13、请简述 TVS 瞬态电压抑制二极管的工作原理。 当 TVS 上的电压超过一定幅度时，器件迅速导通，从而将浪涌能量泄放掉，并将浪涌电压限制在一定的幅度。
14、请列举您知道的二极管型号。 1N4148、1N5817、1N5819、1N5820、1N5822、1N4001、1N4007、SR160、SR360、BAT54A、BAT54C、BAT54S
人体模型（HBM）、机器模型（MM）、带电器件模型（CDM）。 29、请问 RoHS 指令限制在电子电气设备中使用哪六种有害物质？
限制使用铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯（PBB）和多溴二苯醚（PBDE）等六种有害物质。 30、晶体管基本放大电路有共射、共集、共基三种接法，请简述这三种基本放大电路的特点。
S3C4510B、S3C44B0、S3C2440、S3C2442、S3C2443、S3C2410、S3C2412、S3C2416、S3C 6400、OMAP3530、AM3517 27、请解释 WatchDog（看门狗）的工作原理。
PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用
PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用PCB（Printed Circuit Board）具有极高的迷你化，使得在其上使用的元器件和线路更加复杂。
然而，由于导线的长度和元器件之间的电介质，PCB上的电路往往会出现一些寄生参数，如电容和电感。
本文将介绍如何计算和使用PCB上的过孔寄生电容和电感。
首先，我们来看看PCB过孔的寄生电容。
当在PCB上打孔时，通过连接器或其他电子元件引脚的镀铜孔，就会产生一个过孔标准电容。
通过PCB表面和过孔之间的电介质，该电容存储了电荷。
计算PCB过孔的寄生电容可以使用下面的公式：C=εr*ε0*A/d其中，C是电容值，εr是介电常数，ε0是真空介电常数（8.85x10^-12F/m），A是电容板之间的交叉面积，d是两块电容板之间的距离。
在PCB设计中，我们可以根据具体的要求来选择合适的过孔寄生电容。
一般而言，当频率较高时，我们会关注过孔寄生电容对电路的影响。
接下来，我们来看看PCB过孔的寄生电感。
当电流通过PCB上的过孔时，会产生一个过孔电感。
计算PCB过孔的寄生电感可以使用下面的公式：L=μ*(n²*h*d/4)其中，L是电感值，μ是磁导率（约等于4πx10^-7H/m），n是匝数，h是孔的长度，d是孔的直径。
在PCB设计中，为了减小过孔寄生电感，可以有以下策略：1.选择合适的PCB材料：选择具有低磁导率的材料可以降低过孔的寄生电感。
2.增加孔的面积：通过增加过孔的直径和长度，可以降低过孔的寄生电感。
3.使用多层PCB：通过在PCB上增加多层电路，可以将通过电流分散到不同的层，从而降低过孔寄生电感。
在实际的PCB设计中，我们需要根据具体的应用需求来选择合适的过孔寄生电容和电感。
一般而言，过孔寄生电容和电感较低的PCB设计可以提高电路的稳定性和性能。
最后，我们需要注意的是，PCB上的过孔不仅会带来寄生电容和电感，还会导致信号的串扰和噪声。
因此，在PCB设计过程中，需要合理布局过孔、引脚和元件，尽量减小寄生参数对电路性能的影响。
PCB过孔全介绍
PCB过孔全介绍过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。
简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。
从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。
如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。
盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。
埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。
上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。
第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。
由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。
以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。
从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区，见下图。
这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。
很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。
但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。
比如，现在正常的一块6层PCB板的厚度（通孔深度）为50Mil左右，所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。
二、过孔的寄生电容过孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于：C=1.41εTD1/(D2-D1)过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。
PCB布线中的过孔和电容效应分析报告和结构优化
PCB布线中的过孔和电容效应分析和结构优化-电气论文PCB布线中的过孔和电容效应分析和结构优化尚文亚1，2，刘丰满1，3，王海东1，3，何慧敏1，2，3，万菲1，3，于大全3，4，上官东恺1，3（1.华进半导体封装先导技术研发中心，江苏无锡214315；2.中国科学院大学，北京100049；3.中国科学院微电子研究所，北京100029；4.华天科技有限公司，陕西西安710018）摘要：在多层PCB布线中，过孔和电容是常见的不连续结构。
信号线在不同平面间转换传输路径时，过孔与回流层之间的寄生电容与寄生电感将引起信号完整性的相关问题；而常用的传输线上的AC耦合电容等，引入了阻抗突变的结构，由此带来了反射等相关问题。
通过对多层PCB上的过孔进行建模仿真，研究不同变量对过孔性能的影响趋势，以协助信号完整性问题的分析；通过对电容阻抗突变处进行不同形式的补偿，仿真和测试结果相验证，得到提高信号传输质量的解决方案。
关键词：PCB传输线；过孔效应；阻抗突变；信号完整性中图分类号：TN41?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）16?0110?05收稿日期：2015?04?03基金工程：国家自然科学基金资助工程（61306136）现代电子产品益趋向高密度、小型化的方向发展，封装内的布线密度不断增加。
而随着数字信号传输速率的不断提高，信号的上升沿越来越短，过孔和电容等不连续结构带来的对传输线特征阻抗的影响越来越明显[1?2]。
而不同的介质和层叠结构上的不连续结构对电学性能的影响不尽相同，对阻抗不连续结构的阻抗补偿形式不可一概而论。
基于工程实际应用中的线性和层叠结构，本文设计了多种测试结构以提取和验证适合于实际线路的过孔模型和阻抗补偿形式。
1 传输线与反射1.1 反射原理反射产生的根本原因是互联线的阻抗有不连续的点。
信号以电磁波的形式在走线中传输的过程中，假设经过了2个阻抗不同的区域，交界面两侧的瞬态阻抗分别为Z1 和Z2 ，如图1所示。
硬件设计基础60个问答总结
硬件设计基础60个问答总结硬件是一个非常复杂的系统，在设计过程中都会遇到或多或少的问题进行解答：1、请说明一下滤波磁珠和滤波电感的区别。
磁珠由导线穿过铁氧体组成，直流电阻很小，在低频时阻抗也很小，对直流信号几乎没有影响。
在高频（几十兆赫兹以上）时磁珠阻抗比较大，高频电磁场在铁氧体材料上产生涡流，使高频干扰信号转化为热量消耗掉。
磁珠常用于高频电路模块的电源滤波和高频信号回路滤波，抑制EMI干扰。
电感由线圈和磁芯组成，直流电阻较小，电感量较大。
电感多用于中低频电路的滤波，侧重于抑制传导性干扰，其应用频率在几十兆赫兹以下。
2、请解释电阻、电容、电感封装的含义：0402、0603、0805。
表示的是封装尺寸参数：0402:40*20mil；0603:60*30m；0805:80*50mil。
3、请说明以下字母所代表的电容的精度：J、K、M、Z。
J——±5%；K——±10%；M——±20%；Z——+80%~-20%4、请问电阻、电容、电感的封装大小分别与什么参数有关？电阻封装大小与电阻值、额定功率有关；电容封装大小与电容值、额定电压有关；电感封装大小与电感量、额定电流有关。
5、电阻选型需要注意哪些参数？电阻值、精度、功率（在实际电路上换算出承受最大电流、最大电压）、封装。
6、电容选型需要注意哪些参数？电容值、精度、耐压、封装。
7、电感选型需要注意哪些参数？电感量（包括测量频率）、精度、最大承受电流、封装。
8、磁珠选型需要注意哪些参数？阻抗值（包括测量频率）、精度、最大承受电流、直流电阻（换算出最大直流压降）、封装。
9、整流二极管选型需要注意哪些参数？最大整流电流、最大反向工作电压、正向导通压降、封装。
10、开关MOS管选型需要注意哪些参数？最小开启电压Vgs（th）、最大栅源电压Vgs（max）、最大漏源电压Vds、最大漏源电流Id、导通电阻Rds（on）、耗散功率、封装。
11、直流电源的输出滤波电容，应如何根据实际工作电压选择电容的额定电压参数？电容的额定电压应该稍大于直流输出电压，根据电容额定电压标称值，选1.2~2倍直流输出电压即可。
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? ? 从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，
但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换，就会用到多个过孔，设计时就要慎重考虑。
实际设计中可以通过增大过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。
6．对于密度较高的高速PCB板，可以考虑使用微型过孔
举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用的过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：
C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF
? ? 这部分电容引起的上升时间变化量大致为：
2．上面讨论的两个公式可以得出，使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数。
3．PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。
4．电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好。可以考虑并联打多个过孔，以减少等效电感。
5．在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上放置一些多余的接地过孔。
? ? 过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感：
L=5.08h[ln(4h/d)+1]
? ? 其中L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。从式中可以看出，过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是过孔的长度。
一、过孔的寄生电容和电感
? ? 过孔本身存在着寄生的杂散电容，如果已知过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,
PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生 过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。
二、如何使用过孔
通过上面对过孔寄生特性的分析，我们可以看到，在高速PCB设计中，看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。
为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到：
1．从成本和信号质量两方面考虑，选择合理尺寸的过孔大小。必要时可以考虑使用不同尺寸的过孔，
比如对于电源或地线的过孔，可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗，而对于信号走线，则可以使用较小的过孔。当然随着过孔尺寸减小，相应的成本也会增加。
仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为：
L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH
? ? 如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω。
这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔，这样过孔的寄生电感就会成倍增加。