ESR e ESL, pacote pequeno vs grande (SMD)

Eu queria saber se alguém poderia explicar por que os capacitores de pacotes maiores (1210) devem ter mais ESL e ESR do que um menor - digamos, 0603?

Eu imagino que o pacote maior ainda seja essencialmente muitos equivalentes 0603 em paralelo para uma cerâmica multicamada. Digamos que estamos comparando um 0,1-1uF 0603 a um pacote de ~ 10uF 1210, o 10uF não seria mais eficaz para dissociar? Por que os pacotes menores são recomendados para desacoplar quando pacotes maiores "parecem" melhores em minha mente.

Muito Obrigado!

De um modo geral, pacotes maiores de capacitores aumentam o loop de corrente através da peça, portanto a indutância (ESL) é maior. Da mesma forma, o material extra significa que a resistência (ESR) é maior. Quando você coloca o ESL e a capacitância juntos para aplicações de desacoplamento, obtém um circuito de tanque LC com uma frequência ressonante que diminui com o aumento da indutância e da capacitância. O ESR neste circuito representa a impedância mínima na ressonância.

Ao desacoplar, você normalmente deseja ficar abaixo de uma certa impedância na faixa de frequência operacional do dispositivo em questão. Para conseguir isso, você precisa de vários circuitos LC cobrindo diferentes partes desse espectro de frequência. É por isso que você precisa de uma variedade de tamanhos diferentes de capacitores.

Para alcançar a ESR desejada, você também pode precisar de vários capacitores em paralelo, em vez de um, pois a ESR também é paralela e, portanto, será menor.

Como última observação, lembre-se também de que o padrão de escape usado (posição e número de vias e traços) das tampas de desacoplamento também pode afetar drasticamente o desempenho da dissociação, porque aumenta a indutância. Quando você fica abaixo de 0201 limites, pode descobrir que a indutância geral realmente aumenta com um tamanho de limite menor por causa disso.

Mais informações aqui:

Informação adicional

Pacotes menores têm pontos de ressonância diferentes dos pacotes maiores. Pacotes maiores também têm indutâncias de chumbo mais altas (você precisará pensar em pacotes de furos).

Pacotes menores são sempre melhores para alta velocidade, pois reduzem o comprimento que um sinal precisa percorrer. Como você sabe, para o design de alta velocidade, quanto maior o comprimento, mais problemas se tem. É por isso que os FGPA podem operar com tanta rapidez, mesmo com muitos caminhos, porque os caminhos estão todos cheios em uma área tão pequena.

Há uma boa análise dos tamanhos de pacotes smd on-line em algum lugar (não tenho o link, mas vi). Ele fala sobre por que se deve usar tamanhos grandes e pequenos para contornar o que tem a ver com ressonância. A dissociação é uma história diferente. Tudo depende do tipo de sinal que você deseja desacoplar.

Menor geralmente é melhor simplesmente porque permite reduzir o caminho do sinal. Isso é sempre bom. Nem sempre é o caso, quanto menor, melhor (você acaba com outros problemas, como diafonia).

Observe que, quando você paralela as coisas, pode reduzir alguns fatores e também aumentar outros. Se você paralela os resistores, pode reduzir a resistência deles, mas aumenta a capacitância. Pode ser uma capacitância maior do que se você tivesse usado apenas um resistor com a resistência combinada em primeiro lugar.

Ao lidar com desacopladores de capacitores, outro fator é o vazamento. Este capacitores paralelos aumentam o vazamento. Isso geralmente é muito ruim para a dissociação, porque você não é tão dissociado quanto deseja.