[ 캐패시터 ] Capacitor 선정하는 방법 ( Decoupling Capacitor )

빠르고 쉽게 디커플링 캐패시터 선정하는 방법

선택방법: 용량 / 허용오차 / 전압-정격 (DC Bias/Frequency Characteristic)  / 온도 계수 / 작동온도 / 패키지(사이즈) 

 

( * 디커플링 캐패시터는 전원 공급 라인의 전압 변동을 안정화하고, 특정 부품이 동작할 때 발생하는 순간적인 전압 강하(Transient Voltage Drop)를 보상하는 역할 )

 

제조사마다 아래의 성능은 조금씩 다를 수 있어 확인은 필수이다.
특히 : DC Bias/Frequency Characteristic

GRM188D71A106MA73D

 

GRM188D71A106MA73D -2

 

사진 및 자료 출처 : https://www.digikey.kr

사진 및 자료 출처 : GRM188 D71 A106 MA73 D

 

용량( F )

- 일반적인 SMT 용 캐패시터는 PN(Part Number)를 확인한다. 빨간 네모 박스 숫자로 확인

- 앞자리는 2자리는 용량의 크기를 말함(47, 22 등등)

- 뒷자리는 1자리는 제곱을 말함( 10 ^ - 11 / 10 ^ - 5 등등)

아래 그림을 참고

용량표시

용량표시 2

사진 및 자료 출처 : https://www.digikey.kr

허용오차(Tolerance)

- 100nF의 1%  = 99~101 nF
- 100nF  의 5% = 95~105 nF

 

전압-정격 (DC Bias/Frequency Characteristic)

- 전압-정격은 입력 대비 2~3배를 선정한다. ex) input V:  3V / 전압 정격 10V 이상

 1. 순간의 over voltage로 인한 손상을 막기 위해서

 2. DC Bias로 인해서 용량의 손상을 막기 위해서 

 

* DC Bias 란 - 캐패시터에 직류 전압이 인가될 때, 그 전압이 캐패시터의 용량에 미치는 영향을 의미

- ex) GRM188 D71 A106 MA73 D 전압 정격 10V

- 실제 DC 전압 3V를 인가하여 사용 시 용량의 효율은  - 35% 줄어든다! 

GRM188D71A106MA73D - DC Bias

* Frequency Characteristic 란 - 주파수에 따른 캐패시터의 성능 변화를 나타내는 중요한 특성입니다. 이 특성은 주파수가 변할 때 캐패시터의 임피던스(저항 + 리액턴스), 손실, 그리고 용량의 변화 등을 포함

 -  DC 전압 입력의 switching frequency를 알라보고 살펴본다.

 - 주파수에 따라서 임피던스의 값이 내려간다. 그런데! 어느 시점이 지나면 다시 임피던스 값이 증가된다.

 * 일반적으로 Frequency 10 MHz를 기준으로 상태를 확인한다.

( 확인 방법은 각 제조사에서 파트넘버를 입력하여 확인 가능하다.)

GRM188D71A106MA73D - Frequency Characteristic

 

변환시점

사진 및 자료 출처 : https://www.murata.com/en-global/products/productdetail?partno=GRM188D71A106MA73%23

 

온도 계수 & 작동온도

 

- 온도의 따라서 용량의 영향을 받는다.

GRM188D71A106MA73D - Temperature

디지키 온도 계수

사진 및 자료 출처 :https://forum.digikey.com/t/topic/11818

 

 

패키지(사이즈) 

- 물리적으로 사이즈가 클수록 내압이 크다.

사이즈

사진 및 자료 출처 : https://donggreen.tistory.com/manage/newpost/?type=post&returnURL=%2Fmanage%2Fposts%2F

 

 

마무리

필자의 생각에는 디커플링 캐패시터를 선정할 때 전압 정격의 DC Bias 가장 중요하다고 생각한다.

사람도 밥을 먹어야 움직이는 것처럼 IC로 전원이 안정적으로 들어와야 된다.