揭秘DC-BIAS效应：电容“缩水”对电源噪声的影响
宣布时间：2025-05-12 17:31:57
高速先天生员-- 黄刚
不可能吧？？？？？？？电容不照旧谁人电容吗？？？？？？？为什么接到1V的直流电压时和接到3.3V的直流电压效果会纷歧样？？？？？？？相信大大都粉丝都不知道这个point吧。。。。。。。。简直，，，，，，，，若是各人没听过DC-Bias这个名词的话，，，，，，，，预计是很难知道……
电容在电源网络中的应用主要就是充当去耦电容了，，，，，，，，我们知道从电源芯片到用电芯片的漫长的电源链路中，，，，，，，，会保存着大巨细小纷歧样的电容。。。。。。。。原理就不必我们再再再一次重复说明晰吧？？？？？？？额，，，，，，，，算了，，，，，，，，再说一次吧，，，，，，，，去耦电容的作用就是降低电源地之间的阻抗，，，，，，，，这样的话当用电端电流波动的时间，，，，，，，，在用电芯片处爆发的噪声就会减小。。。。。。。。
今天我们就不过分的讨论怎么仿真电源的PDN阻抗这事了。。。。。。。。关注点放在电容究竟在差别的直流电源中会不会有差别。。。。。。。。什么意思呢？？？？？？？就是统一个电容接差别的直流电源去使用的时间有没有区别！DC-Bias翻译成中文，，，，，，，，那就是直流偏置。。。。。。。。
那究竟要怎么知道电容的直流偏置特征对它的影响呢？？？？？？？着实也没那么难了，，，，，，，，只是许多人没有去做，，，，，，，，那就是去翻翻它的datasheet不就有了嘛。。。。。。。。例如某个常用的0402封装，，，，，，，，1uF的电容。。。。。。。。
再往下翻，，，，，，，，就能看到它的DC-BIAS特征，，，，，，，，如下：
哇！原来直流电压对电容容值的影响竟然云云的大！每增添1V的直流电压，，，，，，，，容值差未几要减小10%！�。。。。。。。。。。。。。。。�
看起来是挺吓人的哈，，，，，，，，不知道现实上对PDN阻抗的影响有多大呢？？？？？？？这个点感受会有更多粉丝想知道吧。。。。。。。。那我们通过一些渠道拿到了这个电容直流偏置电源0V、1V、2V到3V这4种case的S参数模子，，，，，，，，就是下面的4个模子了。。。。。。。。
那我们划分来看看这几种case下电容的PDN阻抗曲线的差别，，，，，，，，就是下图展示的一样了。。。。。。。。
感受还好吧，，，，，，，，基本上不就重合了嘛，，，，，，，，没啥差别啊�。。。。。。�？？？？？？？真的吗？？？？？？？那是由于横坐标和纵坐标都用了对数的形式来展示。。。。。。。。我们划分放大两个频段的细节给各人看看，，，，，，，，就知道了。。。。。。。。
第一个是低频时间的放大细节，，，，，，，，如下。。。。。。。�？？？？？？？梢钥吹皆诘推凳�，，，，，，，，由于偏置电压越高，，，，，，，，容值越小，，，，，，，，导致PDN阻抗变大，，，，，，，，并且变大的幅度照旧许多的！
然后我们再来看看在谐振频点周围的差别，，，，，，，，直流偏置3V和0V来比，，，，，，，，去耦谐振频点差未几转变了2MHz，，，，，，，，这着实是一个不算小的转变了。。。。。。。。由于像板级电容的PDN阻抗优化，，，，，，，，我们一样平常也就关注到20MHz罢了！
我们这篇文章简朴的先容了DC-Bias的原理并用了一个电容来验证了直流偏置对电容PDN阻抗的影响。。。。。。。。虽然目的就是让各人相识到电容放在你手上和焊在电路板中差别电压的电源网络中是纷歧样的哈，，，，，，，，接入差别的直流电压后，，，，，，，，容值会爆发转变，，，，，，，，从而影响到PDN阻抗在低频协调振频率的效果。。。。。。。。那给我们设计或者仿真的启发就是：若是对电源的PDN阻抗要求不是很高的情形下，，，，，，，，不思量偏置特征倒纷歧定出问题；；；；；反过来，，，，，，，，若是自己的PDN要求就很严酷，，，，，，，，那么你就要严谨的去思量它究竟放到了1V照旧2V的电源网络中的情形了，，，，，，，，由于从验证效果上来看，，，，，，，，差别电压的PDN阻抗差别照旧不可忽略的！
