芯片的接电源端要用一个大电容和小电容接地是什么原因？

Question

芯片的接电源端要用一个大电容和小电容接地，到底是什么原理，不要简单的说是作滤波什么的，请从频率特性分析，即当有输入Vi(S),输出Vo(S),寄生电感对他们的影响。或则按电路分析，uL = L*di(t)/dt,来分析。。。谢谢

Answer 1

大电容（一般是电解电容）由于串联等效电感的存在，此时对高频干扰没有什么效果，因为LC可以形成谐振，高频率分量这个电容相当于不存在。大电容存在的意义是对中低频的电压脉动提供滤波的直流分量，提供基准的输出电压，高频的脉动用小电容（瓷片制的），因为工艺的问题，上面不存在等效的电感，它对高频的脉动同样有效。

没什么人用频率响应这种分析的，因为本身这些元件都不是简单的元件，只有从道理上分析是最简单有效的，而且便于掌握复杂电路的功率流向，舍去了相关性小的数学关系，利于设计电路。用原理分析才是分析电路最重要的方法啊。

追问

你看这个分析咋样？如果一个运放，有频谱复杂小信号输入，从输出口出来的放大信号的各频率成份实际是由电源提供的，如果不接电容，那么高频的电流成分回从芯片电源引脚窜入电源，如果电源到芯片电源引脚有寄生电感，那么电感上会产生UL = Ldi(t)/dt 的电压，那么实际供电电压减小，这是不允许的

追答

我不是搞微电子的也不懂集成电路。不过运放这类芯片内部应该是用恒流源做的，多余的能量会以热量的形式丢失，不会有很多进入电源。你说的这种干扰是不可避免的，但也不至于说到一个小信号就会影响整个电源的稳定性，还要注意布线，必要的时候电源端再接磁珠。并入电容主要还是为芯片提供稳定的电源。再有担心还可以使用线性电源，分别为模拟和数字电源供电。

Answer 2

哇，本来想说一下的。不过其实和上面两位说的差不多。但看到你分析的那个，我都不太高得懂了。其实我理解的是芯片接电源的管脚那里接两个电容，这里不单单是运放，CPU也要。一些数字处理芯片也要。其实就是为了让芯片有一个稳定的供电。就说运放，其实运放的工作特性也就是那个三角形的玩艺儿在翻转，而让它翻转有两个条件，就是它的两个输入端口。那么如果这两个端口中有一个的电压来自电源，那如果这个电压不够稳定，有纹波，那对对于翻转是不是形成不确定因素了呢？本来作为运放，它翻转的周期可能会比较小一些。而在这个小周期内又因为电源的不稳定的纹波出现。那翻转可能就会受到影响了。我是这么来理解的。呵呵。不知道对不对。也就是说，这两个电容纯粹就是为了较好的将电源中的高低频纹波去掉的作用。我觉得没有你分析的那么复杂。

Answer 3

哪有这么复杂：就是滤波，大电容过滤中低频（相当于蓄水池，但大电容的卷绕结构有感抗存在，对高频无效果），小电容对付高频。

追问

你说的都懂，但是细节还是没分析清楚。滤波指某网络BODE图对于不同频率信号的衰减或放大的现象吧。。。所以单说滤波太过简单了吧。现在我大概晓得的是，如果一个运放，有频谱复杂小信号输入，从输出口出来的放大信号的各频率成份实际是由电源提供的，如果不接电容，那么高频的电流成分回从芯片电源引脚窜入电源，如果电源到芯片电源引脚有寄生电感，那么电感上会产生UL = Ldi(t)/dt 的电压，那么实际供电电压减小，这是不允许的