MCU需要去耦電容的原因

一，去耦電路簡介

供電電源與MCU之間的連接使用了各類電容以及磁珠電感等濾波器件，形成的去耦電路，有三點主要功能，一是抑制MCU內部產生的EMI輻射或者疏導外部干擾噪聲進入MCU；二是提供MCU操作和維持電壓的瞬態電流；三是作為信號回流的通道提高信號完整性。 當MCU系統級板上的去耦電路不起作用時會出現一下問題： 1，干擾噪聲從外部導入，MCU收到其他的IC的噪聲干擾，操作故障；2，存在噪聲泄露，MCU中的EMI輻射超標；3，電源電壓波動干擾MCU操作，降低信號完整性，信號線上的噪聲疊加；4，信號線上回流路徑較長，信號完整性降低。

二，電源噪聲的產生原理

數字IC如MCU大多數使用電路CMOS工藝，通過切換至電源VDD或者接地GND可以將信號設置為高“1”或低“0”。如圖，CMOS反相器電路簡化模型 ，以單個CMOS的反相器為例，當Vin切換低“0”，上管PMOS導通，柵電容充電，Vout輸出高“1”；當Vin切換高“1”，下管NMOS導通，柵電容放電，Vout輸出低“0”。

當時CMOS反相器高低切換電平時，寄生電流會流經電源VDD和接地GND，如圖，CMOS 反相器寄生電流，MCU內部的CMOS反相器較多時，寄生電流跳動的非常激烈，很多頻率器件如電感，會向外輻射能量造成噪聲故障，或者引起外部電源的波動影響其他的IC。

通常為了控制流經MCU電源處的電流，需要在MCU的電源引腳和 GND引腳之間安裝去耦電容，為了形成有效去耦電路，需要主要一下加點：1，使用較小的ESR電容，形容可以在高頻范圍內運行的旁路； 2，嚴格限制寄生電流流過的范圍，將電容安裝在MCU附近；3，保持layout的寄生電感較小，尤其IC和電容之間