Comments 146
В давние времена, когда были преимущественно DIP-корпуса, самым лучшим из возможных способов декаплинга была напайка конденсатора прямо сверху корпуса ИМС на утолщенные части выводов питания. Для DIY работало хорошо ;).
Здесь под выводы конденсаторов предусмотрены специальные отверстия в плате - они хоть и рядом с выводами питания, но не на них - по ТУ Вам никто не даст разрешения паяться прямо к корню вывода ). Но даже такой монтаж - это консьюмерская электроника. Промышленные или тем более военные модули использовали специальные шины, и к ним уже конденсаторы.
Выглядит проклято. Но мы сами творили такие проклятия, что уж греха таить.
Как раз питание по краям - это более оптимально с точки зрения топологии, а уж для дипов, а не планаров - просто необходимо, если у вас двухслойная ПП. Емнип, по требованиям военных платы должны были быть максимум двухслойными, подозреваю, что в Америке - тоже. Ранние ТТЛ ИМС имели 5/10, а не 7/14 (наследие этого - 155ИЕ5), это было страшно неудобно при разводке, и заставляло сигнальные линии перепрыгивать через питание.
Почему сейчас у БИСов не так? - потому, что слойность платы и тип корпуса (квадрат с шарами по краям) позволяет увести питание сразу в силовые слои, и не мешать сигнальным, а отсутствие отверстий под выводы - вывести много линий из-под корпуса.
Я помню, что шины питания были в третьем измерении, т.е. в объёме, и на них отлично ложились танталы:
При тех токах и размерах это очень грамотное решение
Да при любых токах это годное решение.
Решение совершенно безграмотное, работало только за счёт низкой крутизны фронтов. Шины питания и земли должны быть как можно ближе друг к другу, если уж пришлось разводить их в одном слое. И smd керамику в тот момент уже выпускали, у которой значительно ниже собственная индуктивность корпуса.
Вполне хорошее решение, но оно же и подвело в итоге. Сколько загублено техники под кусачкам вандалов.
Решение хорошее в принципе. Технически. То что есть жадные люди - не проблема техники.
А как отличить вандала от благородного переработчика старой электроники?
Я вот прихожу и говорю, что на мой "музейный" T520 поставить Win11 со всеми обновлениями я не могу. Мне отвечают что ему место на помойке. Кто вандал в такой ситуации?
(Если что - когда-то крушил старое железо, сейчас занимаюсь восстановлением)
Это керамика, а не тантал
Иногда так приходится делать в DC-DC преобразователях. Напаиваю кондей на выводы микросхемы -- работает на много стабильнее. В рамках DIY, разумеется :)
Это все хорошо, но как поступать в случаях:
1) Конденсатор невозможно подключить к выводу без переходного отверстия. Например если вывод питания - вывод BGA в середине чипа.
2) Конденсатор в принципе невозможно установить рядом к ноге по причине плотного монтажа.
И ... одно время я по питания ставил 2 конденсатора в паралель: 100 пф + керамика на несколько микрофарад. Это правильно?
1) Если конденсатор ставим в том же слое, что и микросхему, понадобится пара внутренних слоёв Vdd-GND с малым зазором (и плата 6+ слоёв). Вот пример топологии:
Конденсатор ставим как можно ближе к BGA-корпусу, оптимизируем положение via.
В некоторых случаях конденсатор ставят с обратной стороны печатной платы, особенно для больших по площади BGA-компонентов. Нужно анализировать паразитную индуктивность подключения в каждом случае и выбирать оптимальный вариант.
2) Зависит от микросхемы нагрузки. Либо делать как в предыдущем пункте, либо смириться с не очень хорошим декаплингом.
Ставить 100 пФ и 1 мкФ (в одинаковом корпусе) в параллель бессмысленно.
Посмотрите вот эту статью.
А почему-бы просто не поставить конденсатор непосредственно под BGA чипом, на bottom слое? В этом случае путь паразитной индуктивности будет состоять из высот via к слою земли и питания
Иногда так делают. Есть несколько минусов:
как правило, место для конденсатора есть либо только на периферии (за пределами футпринта чипа), либо в специальной зоне в центре BGA (не для любого корпуса);
толщина сложных плат бывает большой, вплоть до 2 ... 2.5 мм, и соответственно паразитная индуктивность перехода на противоположную сторону также существенна
если у чипа много напряжений питания, разместить непосредственно под ним нужное количество конденсаторов по каждой шине может быть невозможно
Если конденсатор ставим в том же слое...
Конденсаторы в том же слое
...понадобится пара внутренних слоёв Vdd-GND с малым зазором (и плата 6+ слоёв)
Плата из 4-х слоёв
Те же 4 слоя, только под рентгеном
Отличный пример трейдоффа между эффективностью декаплинга и стоимостью устройства. Если инженеры провели симуляции и измерения, и убедились, что для этого устройства такая топология подходит - они молодцы и сэкономили кучу денег на печатной плате. Для крупносерийного производства переход от четырёх слоёв к шести или восьми очень ощутим.
Осциллограф подключаете в розетку или к DC (если не ошибаюсь, многим Rigol вольт от 36-38 DC можно прямо на питающий кабель подать, вместо 220 AC)? Наверняка знаете, почему спрашиваю :)
В розетку. Я полагаю, вы переживаете за ground loops или шумы от mains?
Для подобных измерений и то и то непонятно какой эффект внесет (особенно, если заземления и нет). Выглядит разумным запитать осциллограф от батареи, как и саму исследуемую плату. А сейчас как вы отличаете шумы схемы от наведенных?
В этом случае про них можно не переживать - ни то, ни другое не внесёт никаких эффектов.
Источник питания тестовой платы гальванически изолирован от PE и mains; частота сети (50 Гц) и её гармоники лежат крайне далеко от полосы интереса (10...1000 МГц); амплитуда полезного сигнала очень большая, а выходной импеданс сигнала маленький (это значит, что SNR будет также очень высоким).
Отличить шумы схемы от наведённых просто: выключите источник питания.
Чуть более красивый метод - подключить второй пробник на выход кольцевого генератора и убедиться, что шумы кореллируют с переключением буфера.
В осциллографе тоже есть источник питания и выключить его будет проблематично :) Остается только верить, что осциллограф справляется со всеми проблемами питающей сети (в то время как обычный радиотелефон как раз в искомом диапазоне работает и порой вполне буквально воспроизводит эти помехи) или подключить осциллограф к аккумулятору или хотя бы к UPS (отключенному от сети, естественно).
в данном случае даже если паразитный эффект будет, то можно рассматривать как меняются величины относительно друг друга
P.S. Судя по рисунку печатной платы, земля подключается пружинкой?
Пробник x10 с пружинкой подключается к выделенным тестовым площадкам.
А почему именно х10 пробник?
И это пробник-делитель 1:10 или что-то другое?
Пробник x10 нужен, чтобы не испортить полосу пропускания. Да, по сути, это делитель 1:10. Подробнее вот в этой статье
Осталось за кадром "классическое" решение — небольшой конденсатор (~ 1 нФ) как можно ближе к орденам и более ёмкий (от 10 нФ) чуть подальше.
Так делать не надо, это чревато проблемами. Посмотрите вот эту статью.
Большие конденсаторы (bulk capacitors) не играют роли в высокочастотном декаплинге из-за большой собственной индуктивности, поэтому их можно ставить далеко. Но это скорее про 100 мкФ, а не 10 нФ.
Три подряд одинаковых - действительно, не самое разумное решение, а вот несколько разных с существенно разными резонансными частотами (от tank до decoupling) - всегда применяется в радиочастотных схемах, собственно, на любом из демонстрационных усилителей от Ampleon или Wolfspeed.
Для цифровых схем, кстати, это тоже актуально.
DC bias здесь не учитывался.
Для высокочастотного декаплинга значение ёмкости как таковое не имеет значения (если оно больше необходимого минимума; в этом тестовом сетапе - 10 нФ).
Все конденсаторы от Yageo, диэлектрик NPO для маленьких номиналов и X7R / X5R для больших.
Вот ссылка на файлы для производства:
https://brs.im/wp-content/uploads/2022/12/GRB_Decoupling_Research.zip
С1 и R2 в тестах не монтировался, R1 - 10 кОм, R3 - 0R (можно и 10 кОм, не влияет).
Эх, новички обычно читают такие статьи по диагонали, а потом лепят 5 конденсаторов впритык к ножкам чипа с частотой в 100кГц...
А вообще для полноты картины не очень понятно как результаты эксперимента соотносятся к практике. Ну т.е. вот взяли буфер с током немаленьким, с фронтом огого, ткнули хорошим осциллографом и логично увидели заметные помехи. А что будет у типового МК например? Сотни мВ звучат страшно, но при каком уровне помех схема перестанет работать?
Мне кажется, вы чересчур пессимистичны насчет новичков.
Если после этой статьи кто-то начнёт ставить конденсаторы впритык к ножкам чипа - можно сказать, писал не зря.
Сейчас фронты на уровне долей наносекунд не редкость у бытовой копеечной логики (как в этой статье) и популярных микроконтроллеров, тех же Atmega328. Длина фронта не зависит от тактовой частоты и определяется исключительно физической реализацией буферов на кристалле. Рассмотренный пример - именно то, что можно ожидать "у типового МК"
У чипа с "частотой" 100 кГц (на самом деле, с эквивалентной полосой, да?) время нарастания сигнала составляет 3.5 микросекунды. Я никогда в жизни не видел таких фронтов на КМОП-микросхемах. Самые медленные - десятки наносекунд.
Про допустимый уровень помех - можно ориентироваться, например, на входные логические уровни. Для очень устойчивого (из-за триггера Шмидта на входе) инвертора при питании 4.5 В пороги переключения равны 1.9-3.1 В (растущий фронт) и 1.1-2 В (падающий фронт). Если входной сигнал близок к этим порогам (например, низкий уровень равен 0.6 В, а высокий - 3.2 В), то достаточно 1000 мВ помех, чтобы схема перестала работать. Для низковольтной логики допустимый уровень помех будет меньше.
Да вот у вас даже осциллограма есть, когда даже совсем без конденсаторов все работает, чисто на емкостях чипа и дорожек. На выходе конечно не идеальный прямоугольник, но ничего такого криминального нет.
Есть же еще всякие факторы, облегчающие жизнь электроники:
Если два логических чипа стоят рядом, и питание общее, то неожиданно помеха по питанию будет общей, логические уровни будут сдвигаться синфазно и схема будет продолжать работать.
если дорожка длинная - то у нее будет волновое сопротивление, и большее чем 15Ом в тесте.
Производители микроконтроллеров не дураки, и всякие меры тоже принимают, и от наносекундных импульсов входы не срабатывают.
В моем примере без декаплинга работает микросхема с одним переключающимся буфером, и шум по питанию достигает одного вольта. Это криминально, хотя генератор и работает. При вариации температуры, напряжения питания или других условий всё может сломаться. Если же одновременно переключающихся сигналов будет два или три, амплитуда шумов станет достаточной для того, чтобы микросхема перестала работать и в нормальных условиях.
Про ваши аргументы:
Если два чипа логики стоят рядом, их выводы питания соединены с некоторый (далеко не пренебрежимо малой) паразитной индуктивностью. Полагаться на то, что шум на выводах и, тем более, на кристаллах, будет одинаковым и синфазным, глупо
Да, верно. Но при этом остаётся паразитная ёмкость контактной площадки и нагрузка на линию. А откуда вы взяли 15 Ом?
Производители микроконтроллеров не дураки и предлагают выбирать подходящую "силу" (то бишь dI/dT) для внешних буферов. На входах в лучшем случае доступен триггер Шмидта, и никакого намеренно добавленного low-pass фильтра там нет и быть не может (иначе бы скоростные интерфейсы не работали)
Настолько криминально, что продолжает работать )). Раз уж делать эксперимент с практическими измерениями, то надо и практически до неработоспособности доводить - а то результат пока такой, что кондеры вообще маркетологи придумали :). А когда в одном месте измерили, а в другом натеоретизировали - нечестно получается.
Если стоят близко как и развязывающий конденсатор - то разница будет по величине как и помехи с конденсатором, очевидно же.
15 Ом увидел в модельном случае. Запутался значит. Но вы бы хоть схему нарисовали, ничего ж не понятно.
Ну я вот открыл даташит на STM32F030 и в Table 46. I/O AC characteristics. читаю "Pulse width of external signals detected by the EXTI controller = Min 10ns". Кажется это и есть защита от высокочастотных помех.
Плохо не то что лепят. Плохо то что не понимают какие кондёры надо ставит и почему.
1) Популярные заблуждения про радиационную стойкость микросхем.
2) Физика радиационных эффектов, влияющих на электронику в космосе.
сиутация
Поправьте
не рассматривался такой вариант, в тестовом режиме применяю такую топологию, с полигонов идет через термобарьер в конденсаторы и через переходные в мимкросхему, виа ни с чем кроме дорожки не соединяются. Также, как упоминалось выше, конденсатор на нижнем слое, а микросхема на верхнем, соединение через виа дорожками.
А так спасибо за статью, полезное
Более удачного русскоязычного термина, кроме "декаплинга", подобрать не осилили?
Моя "любимая" тема про термины :) В своё время искал русскоязычный аналог термина "стаб". Близкий по смыслу русскоязычный термин "шлейф" ("четвертьволновой шлейф", к примеру) в ходу лишь у специалистов СВЧ. Видимо потому, что для цифровой электроники пересекается со "шлейфом" - кабелем с параллельно уложенными проводниками. С удивлением обнаружил национальный аналог термина "стаб" в польском языке: "строк" - колок от музыкального инструмента.
Англицизмы в духе "декаплинг" лично мне тоже слегка режут слух. Но вот вы бы, к примеру, какой односложный термин предложили бы на замену?
Вообще, наиболее точный словарный перевод stub - "заглушка". В высокочастотной технике используются "согласующий шлейф", "согласованная нагрузка", "оконечный согласователь". Если кому совсем невмоготу писать/набирать двухсловные термины, можно использовать "терминатор", хотя его история примерно такая же, как и у "декаплинга", и в свое время он так же царапал уши.
Как уже было отмечено ниже, ближайший русскоязычный аналог decoupling - "развязка".
Обычно подобные перлы новояза распространяют или самоучки, нахватавшиеся их в сообществах, или учившиеся исключительно у молодых преподов и на новейшей литературе, давно забившей на преемственность терминологии.
Вообще, наиболее точный словарный перевод stub - "заглушка"
Если посмотреть слово "stub" в словаре, у него будет несколько значений, в том числе и "заглушка". Однако термин (не слово, а именно термин) "stub" в электротехнике означает глухое ответвление от линии передачи. Вы когда-нибудь сталкивались с использованием слова "заглушка" в том же значении, в котором используется термин "stub"? Я имею ввиду что-нибудь вроде, "при переходе линии передачи со слоя на слой, металлизация переходного отверстия способна создать заглушку, максимальная длина которой может достигать порядка толщины платы".
ближайший русскоязычный аналог decoupling - "развязка"
Он неплох, но и не так чтобы хорош. С одной стороны он несколько перепутывается с термином "гальваническая развязка". С другой стороны, обычно из контекста можно понять, что речь идёт именно о развязке питания при помощи конденсаторов.
Обычно подобные перлы новояза распространяют или самоучки...
Обычно, любителям строгости в терминологии и тем, кто пытается придать терминологии как явлению некий религиозный, фундаметналистский оттенок, я предлагаю рассказать, как они понимают термин "амплитуда сигнала". То есть сказать мне, от какой и до какой точки на осциллограмме измеряется эта самая амплитуда сигнала. И не тороплю с ответом :)
Там надо оперировать термином не "амплитуда", а размах. Амплитуда это к гармоническим сигналам
"при переходе линии передачи со слоя на слой, металлизация переходного отверстия способна создать заглушку, максимальная длина которой...
В таком контексте stub означает "огрызок", "обломок", "пенек" и т.п. Коли нет устоявшегося термина, чем для перевода не годятся "глухое ответвление", "висячий отрезок", "паразитный участок", "хвост" и прочее?
несколько перепутывается с термином "гальваническая развязка"
Почему не с терминами "дорожная развязка", "развязка сюжета", или с названиями населенных пунктов? Если Вы полагаете, что в английском техническая терминология никогда не создает ложных ассоциаций, то там есть целое направление юмора на эту тему. :)
любителям строгости в терминологии и тем, кто пытается придать терминологии как явлению некий религиозный, фундаметналистский оттенок
Здесь дело не в строгости, как таковой, а в том, что стало слишком модным тупо использовать корявые кальки там, где либо давно есть устоявшиеся термины, либо нетрудно их подобрать. Вообще, такое характерно для маргинальных сленгов - преступного, подросткового, сектантского и прочих. То, что этим увлекаются вроде бы взрослые и с виду адекватные люди, весьма удручает.
В таком контексте stub означает "огрызок", "обломок", "пенек" и т.п.
Нет, не означает. Потому что...
Коли нет устоявшегося термина...
...имеется устоявшийся термин - "стаб". Да, это калька с английского, но вот так вот. Все пользуются.
Если Вы полагаете, что в английском техническая терминология никогда не создает ложных ассоциаций
Я-то как раз полагаю, что любая техническая терминология периодически бывает корява. Именно поэтому попытки делать из неё священные скрижали, данные нам демиургом, кажутся мне даже более странными, чем "корявые кальки там, где либо давно есть устоявшиеся термины, либо нетрудно их подобрать". Из англоязычного моё любимое - это "Slot Line"/"Slotted Line". Эти два термина соответствуют двум абсолютно разным сущностям. И в русской терминологии, к слову, они заметно лучше.
Серьёзно, фраза "Отличный пример трейдоффа между эффективностью декаплинга и стоимостью устройства" звучала бы несколько лучше, если бы была написана так: "Отличный пример компромисса (слово-то какое, не русское!!!) между эффективностью развязки по питанию и стоимостью устройства". Но пинание автора отличной статьи (который потратил деньги на изготовление плат, время на практические замеры и обильно снабдил её иллюстрациями) словами "подобрать не осилили", "подобные перлы новояза", "самоучки, нахватавшиеся их в сообществах" за не слишком удачную стилистику, потенциально негативно повлияет на качество статей Хабра.
Вообще, такое характерно для маргинальных сленгов - преступного, подросткового, сектантского и прочих. То, что этим увлекаются вроде бы взрослые и с виду адекватные люди, весьма удручает.
Без упоминания ЕГЭ есть ощущение неполноты пассажа :) И всё же, учитывая вашу экзальтированную проповедь чистоты терминологии, хотел бы прочитать, как лично вы понимаете термин "амплитуда сигнала".
имеется устоявшийся термин - "стаб"
Где он устоялся - в профильной литературе и документации, или просто "в тусовке", как жаргонизм вроде "трухольного", "пинов" и подобного?
пример компромисса (слово-то какое, не русское!!!)
Тут, кстати, отдельная беда. Ваш сарказм вызван тем, что сторонникам тупого и безудержного заимствования нередко противостоят сторонники столь же тупого консерватизма, призывающие вернуть язык на пару-тройку веков назад, вычистив из него все приобретенное за это время. :) Я сторонник разумного подхода: если кто-то притащил говно, и оно успело окаменеть до того, как его сподобились убрать - это не повод тащить другое говно ежедневно.
пинание автора отличной статьи ... негативно повлияет на качество статей Хабра.
Статья отличная, не спорю. Но корявого "декаплинга" в ней настолько много, что лично у меня раздражение перевесило уважение.
как лично вы понимаете термин "амплитуда сигнала".
Так же, как и теория - как наибольшее значение величины гармонического колебания. Нужно понимать как-то иначе?
Где он устоялся
Да хотя бы вот здесь, у крупнейшего производителя печатных плат в России:
В процессе обратного высверливания на заготовке после первой металлизации удаляются неиспользуемые части из металлизированных отверстий или stubs, которые располагаются дальше, чем последний соединенный внутренний слой.
как лично вы понимаете термин "амплитуда сигнала"?
Так же, как и теория - как наибольшее значение величины гармонического колебания. Нужно понимать как-то иначе?
Давайте уточним пару моментов:
1) Если минимальное значение изменяющейся величины - это 0, а максимальное - это N, чему на ваш взгляд будет равна амплитуда такого сигнала?
2) термин "Амплитуда сигнала", на ваш взгляд применим только к одиночному гармоническому колебанию? Или же его также можно применить в случае суммы гармонических колебаний или, скажем, меандра (который, разумеется, можно разложить в такую сумму)?
Если это синус, то амплитуда это A, которая перед синусом A * sin(...). Если это импульс, то амплитуда это, фактически, размах, например, A * rect(...). Синус имеет размах 2A. Если это сложный сигнал, то амплитуда не определена :).
Если это сложный сигнал, то амплитуда не определена
Насколько сложным сигналом является сумма двух синусов? Если не слишком сложным, то чему, на ваш взгляд, равна амплитуда сигнала такой суммы, если размах одной из синусоид - 2А, а размах второй - бесконечно близок к нулю, но не ноль?
как вариант :)
"Амплитуда сигнала суммы двух синусов будет бесконечно близка к A, но при этом будет 2А" :)
Сумма двух синусов зависит от соотношения частот/фаз.
В общем случае, у суммы двух синусов две амплитуды, это ж ряд Фурье :).
у суммы двух синусов две амплитуды
А суммы бесконечного количества синусов - бесконечное количество амплитуд, верно? :)
Да, верно. Мир не такой однозначный, всё относительно :).
- У суммы двух синусов две амплитуды
- А у суммы бесконечного количества синусов - бесконечное количество амплитуд, верно?
- Да, верно
Правильно ли я понимаю, что на ваш взгляд у периодического сигнала, состоящего из одинаковых прямоугольных импульсов - бесконечное количество амплитуд (потому, что в мире всё относительно)?
Если амплитуд гармоник ряда Фурье, то да.
Если амплитуд гармоник ряда Фурье, то да.
А если не для "амплитуд гармоник ряда Фурье", а для всего сигнала (всей суммы) в целом? То "тоже да"? Или "то нет"? :) Если первое, то к чему ваше уточнение "если-то"? Если второе, то что там с амплитудой суммы двух синусов - их две или всё таки одна? И если одна, то она - А или 2А? :)
о господи... Если для сигнала, то одна амплитуда (он ведь прямоугольный). По последнему, амплитуд может быть 1 или 2 в зависимости от условий интерференции :) Дальше додумайте сами :).
По последнему, амплитуд может быть 1 или 2 в зависимости от условий интерференции
Как интересно! :) И что же это за некие "условия интерференции", которые влияют на определения терминов? :)
Попробую угадать, если частоты совпали и разность фаз - ноль, то одна амплитуда, а если нет - то две? :)
Если на ваш взгляд так, то сумма двух синусоид вдруг оказавшиеся первыми двумя членами ряда Фурье от разложения меандра, будет, с вашей точи зрения иметь две амплитуды. А сумма N первых членов - N амплитуд. Но при N, стремящемся к бесконечности, в какой-то момент количество амплитуд прыгнет с монотонно нарастающего N до 1. Потому, как "Если для сигнала, то одна амплитуда (он ведь прямоугольный)".
Не объясните этот парадокс (у меня есть своё объяснение, но интересно услышать ваше)? :)
Для удобства можно приплести пиковое значение, а также динамический диапазон. Полезно различать видеосигнал и радиосигнал, т.к. могут быть особенности.
или учившиеся исключительно у молодых преподов и на новейшей литературе
Вы так написали, как будто это что-то плохое. Ну и да, в новейшей литературе обычно все хорошо с преемственностью терминологии. Она просто вся на английском, поэтому русскоязычная терминология полувековой давности и не интересует уже никого. На русском, например, нет никакого названия у четвертого вывода (B) МОП-транзистора. Как прикажете с этим быть?
Имеете в виду отдельный вывод от подложки (substrate) или какой-то иной? Если моё предположение верно, то этот вывод называется "подложка".
Я имею в виду то, что этот вывод в современных технологиях подключается в самые разные места, в том числе динамически управляется в некоторых ситуациях, и физически отделен от подложки у 50-100% транзисторов на чипе. Поэтому называть вывод body "подложкой" - фактически неверно.
Как-то они мне не попадались. Подскажите на что можно для примера посмотреть.
Возьмём простейшую схему операционного усилителя. Ряд его параметров будет зависеть от того, куда подключены не показанные на рисунке выводы body транзисторов M1 и M2. В частности, если выводы body дифпары подключить к истокам этих транзисторов, то расширится диапазон входного сигнала усилителя и пропадет зависимость gm от входного сигнала.
Кроме того, даже на этой простой схеме body n- и p-канальных транзисторов подключены в разные места. И в случае с p-канальными это будут физически отделенные друг от друга легированные карманы.
Если следовать - хоть литературе, хоть преподу - бездумно, не оценивая критически и идеи, и методы, и язык, то велика вероятность всю жизнь плестись в хвосте.
А русскоязычная терминология не интересует прежде всего тех, у кого смысл деятельности заключается в подражании и заимствовании.
А русскоязычная терминология не интересует прежде всего тех, у кого смысл деятельности заключается в подражании и заимствовании.Так как мне называть по-русски вывод body у транзистора? Как обсуждать его функции, если у него по-русски даже названия нет? И такая же история с огромным количеством терминов и определений — у них просто нет нормальных переводов на русский, потому что вся профильная научная и профессиональная литература существует исключительно на английском языке. И чем новее технологии и связанные с ними термины, тем меньше шанс, что на русском языке они вообще где-то упоминаются.
Предлагаю "мясо" транзистора. Если без шуток, то почему бы и не "тело"? На (в ?) подложке формируется тело транзистора, далее всякие прочие коллекторы, стоки и прочие элементы. Как будто бы вполне адекватно звучит.
Если без шуток, то почему бы и не «тело»?Потому что вам скажут, что «тело» — это отвратительный новояз и калька с чуждого нам английского языка.
Тогда "карман". Долго и так и сяк смаковал это слово в голове и, знаете ли, лично мне оно понравилось. Если "тело транзистора" несёт в себе более всеобъемлющее значение (ну то есть и его функциональные области), то "карман" предполагает некоторую оболочку, которая к самому прибору особого отношения не имеет, но содержит в себе транзистор и изолирует его от прочего мира. Предлагаю "карман", если уж термина действительно нет.
Body может, как вы сами верно говорили, не находиться в кармане, а физически быть в подложке. К тому же, "карман" - это уже существующий термин, обозначающий другое понятие, и там карман у нескольких транзисторов обычно общий.
И для ряда задач проектирования имеет важное значение номинал паразитного сопротивления между body и контактом кармана - путаницы не избежать.
Так как мне называть по-русски вывод body у транзистора? Как обсуждать его функции, если у него по-русски даже названия нет?
А кто-нибудь пытался это название создать? Или все горазды лишь использовать то, что есть, а ежели чего нет, то лишь тупо транслитерировать иноязычное?
А кто-нибудь пытался это название создать?Не знаю. Я не пробовал, у меня масштаб личности не тот. Но за полвека после промышленного внедрения в СССР МОП-транзисторов или не пытались, или не получилось.
Но как мне-то быть сейчас? Каждый раз употреблять многословные описательные определения для конкретных случаев?
Это Вам решать. Если я не могу подобрать или придумать подходящего термина при переводе - использую или многословные определения, или термин на языке оригинала.
термин на языке оригиналаТекст на одном языке с random терминами на another языке в ста случаях из ста выглядит/звучит/читается гораздо хуже, чем использование slang или калькированных терминов. У меня есть на этот счет опыт с более чем одним языком. Единственное решение, которое действительно хорошо работает — переходить целиком на английский. А если это решение не подходит, то уж лучше «декаплинг», чем постоянно язык переключать.
На русском, например, нет никакого названия у четвертого вывода (B) МОП-транзистора
Обычно body у нас называют карманом, что, конечно, актуальней для p-МОП, т.к. там действительно образуется нечто похожее на карман с n-типом проводимости. Для n-МОП называть body просто подложкой для большинства случаев вполне допустимо, кажется.
Для n-МОП называть body просто подложкой для большинства случаев вполне допустимо, кажется.Не для «большинства случаев», а «для некоторых простейших случаев». И говоря «подложка» или «карман», вы описываете подключение неназываемого вывода, а не называете сам вывод. Он же должен называться одинаково для nmos и pmos!
Пример 1.
вот вам очень простая и очень популярная схема, в которой подключение выводов body вполне видимо влияет на функциональность.
Пример 2.
Вот ряд картинок силовых n-канальных приборов, у которых есть отдельно body и контакт к body, а отдельно подложка, которая вообще сток.
Пример 3.
А вот интегральный n-канальный транзистор, у которого есть body, не расположенное целиком под затвором и потому не могущее называться даже «подзатворной областью», как иногда пытаются говорить.
Пример 4
А вот разрезы транзисторов разных КНИ технологиях, где нет «карманов» и где снова body не имеет отношения к «подложке» (которая там тоже есть и которая влияет на свойства схем), и где от особенностей подключения body серьезно зависят электрические свойства транзисторов, в том числе прямо статические ВАХ.
И все вот эти случаи никак нормально не описываются русским языком. Просто нет термина. И если пытаться говорить «карман» или «подложка», часть смысла потеряется, и могут появиться фактические ошибки понимания работы, и могут появиться неработающие чипы.
Согласен, для ряда специфических транзисторов данную область действительно необходимо обзывать иначе, чтобы не запутаться.
Но есть ли вообще чёткое определение для body? Что объединяет все области, названные body, в ваших примерах? Может быть специального слова придумывать и не стоит, достаточно просто написать n/p-область и уточнить ее расположение и назначение? Думаю, для body из примеров все равно необходимо давать пояснения.
Кстати в 3 и 4 примерах выводы имеют именно подложки, а не body.
Кстати в 3 и 4 примерах выводы имеют именно подложки, а не body.В 3 примере body подключено к истоку — но может быть и не подключено. И уж точно вывод подложки не имеет отношения к body.
В 4 примере вывод body не показан, а он может быть, и от его наличия и от того, куда конкретно он подключен, будут зависеть свойства и геометрия транзистора. Тому, как правильно контактировать body в PDSOI технологии, посвящена довольно существенная часть моей диссертации (и не только моей).
Что объединяет все области, названные body, в ваших примерах?Body — это область, в которой образуется инверсный проводящий канал при приложении напряжения между ней и затвором.
Может быть специального слова придумывать и не стоит, достаточно просто написать n/p-область и уточнить ее расположение и назначение?Любому термину можно дать описательное определение, но это усложняет и удлиняет тексты и разговоры. Мы же не говорим вместо слова «МОП-транзистор» каждый раз «униполярный полупроводниковый усилительный прибор, управляемый полем и имеющий изолированный затвор»? А в принципе могли бы.
Любому термину можно дать описательное определение, но это усложняет и удлиняет тексты и разговоры.
Так это будет не определением, а пояснением, что это за область и что она там делает. Наличие body в той или иной структуре ведь также нужно пояснять (что в учебной литературе, что в научной статье).
Если вы хотите впервые обсудить с коллегой транзистор, например, из примера 3, вам будет недостаточно упомянуть body, а нужно будет показать условное изображение структуры, либо дать подробное описание с указанием его расположения. Но продолжать беседу, конечно, проще, упоминая просто body. В этом плане русский аналог нужен, да.
Я, кстати, встречал вариант "затвор 2" и даже "база" :)
Наличие body в той или иной структуре ведь также нужно пояснять (что в учебной литературе, что в научной статье).В англоязычных текстах — не надо, там есть термин, и он всем понятен.
Если вы хотите впервые обсудить с коллегой транзистор, например, из примера 3, вам будет недостаточно упомянуть body, а нужно будет показать условное изображение структуры, либо дать подробное описание с указанием его расположения.Вполне достаточно будет сказать «gate covers p-body and the beginning of an n-type drain extension».
Я, кстати, встречал вариант «затвор 2» и даже «база» :)Оба эти варианта являются фактическими ошибками. О backgate часто говорят применительно к КНИ технологии, но он не является body, хоть и имеет отношение к управлению потенциалом в body. Ну а «база» применительно к МОПТ — это просто чушь.
Оно смотрит на меня.
Увы и ах, подавляющее большинство русскоязычных учебников по РЧ и СВЧ тематике имеют исключительно археологическую ценность, поэтому использование англоязычных терминов оправдано, но, по-моему, и писать их тогда надо на английском. Русские аналоги всегда можно найти, "stub" - это разомкнутый шлейф (собственно, это и есть СВЧ-термин), "decoupling" - это развязка (от ВЧ-помех). Да, часть терминов переводится разным количеством слов, но не вижу в этом критического недостатка. Хотя я бы, в контексте этой статьи, назвал еще термин "tank capacitor" - накопительная емкость. Если писать кириллицей... "Декаплинг" - это каплеотвод?
Увы) Термины вроде "шунтирующих" и "развязывающих" конденсаторов очень режут слух. У вас есть мысли, какой термин подойдёт лучше?
Как раз-таки именно эти два термина в ходу (т.е. используются со времен ссср), а "декаплинг" - нет. "Развязка по питанию" - технически грамотно, "шунтирующий конденсатор" - аналогично. А статью можно было бы назвать просто "О качестве питания цифровых микросхем". Декаплинг указать в скобках (decoupling), т.к. инженеры вынуждены читать и англоязычную литературу.
более того, при грамотном использовании шунтирующий, блокировочный и развязывающий могут уточнять смысл в зависимости от включения конденсатора
а тут поменял автор на декаплинг
примерная аналогия с бездушным словом на fu... начинающимся и на ...ck заканчивающимся, которое пытливый русский ум может 15 разными способами и интонациями перевести в зависимости от ситуации )))
Продолжая тему терминологии, никак не могу привыкнуть к выражению «задний фронт». Сразу вспоминаются аналоги типа «ужасно красив», «невинный убийца», «отрицательный рост»… )
Срез, спад.
не могу привыкнуть к выражению «задний фронт»
И не надо - оно не от большого ума придумано. :)
Возможно, вы один и тот же человек, на которого я натыкаюсь, пишущий в комментариях что-то вроде "за задний фронт гнать ссаными тряпками из профессии!". И каждый задаюсь вопросом, а что нет так?
В гугле первые ссылки на статьи пишут о заднем фронте.
Вы сами-то как его называете?
Что не так с задним фронтом по моему мнению? Я объяснил это сразу же после своего высказывания.
Как и многие другие, судя по плюсам за комментарий, я называю «передний фронт» коротким словом «фронт», а «задний фронт» — еще более коротким словом «спад».
Но слово «спад» может внести путаницу, если нужно описать фронт 5В—>0В для сигнала у которого активный уровень 0В, т. е. переход отрицательного сигнала в активный уровень, или другими словами появление сигнала
Вспоминаю слова своего университетского преподавателя по курсу «Импульсные устройства и системы»:
«Представьте себя… входом осциллографа. Вы чувствуете некий постоянный сигнал. Вдруг, уровень этого сигнала резко меняется, но вскоре так же резко возвращается к прежнему значению. Так вот, независимо от уровня сигнала в состоянии покоя, первое изменение, которое вы почувствовали, — это фронт импульса, а последовавшее за ним — это спад».
Другими словами, фронт и спад — это не термины амплитуды (оси Y, оси ординат), это термины времени (оси X, оси абсцисс).
Еще проще: левая вертикальная часть импульса на осциллографе — это его фронт (начало), правая — его спад (конец), независимо от уровней напряжения.
По поводу путаницы, встречал в текстах уточнения типа "… мы не видим никаких аномалий на спаде импульса на затворе MOSFET, т. е. при перепаде напряжения из лог. 0/0 В/низкого уровня в лог. 1/5 В/высокий уровень".
В любом случае, у импульса может быть только один фронт. И спад тоже, на всякий случай )
Термины вроде "шунтирующих" и "развязывающих" конденсаторов очень режут слух
Они используются в огромном количестве русскоязычной литературы, их десятилетиями использовали инженеры, и никому они слух не резали. Если Вам режут - имеет смысл задаться вопросом "почему".
У вас есть мысли, какой термин подойдёт лучше?
При чем здесь я? Термины давно придуманы и используются. Если уж Вам настолько не нравятся русскоязычные - пишите английский в исходном виде (decoupling), не похабьте язык.
А то видится мне, что разницы между этими двумя словами ноль (ну разве что у шунтирующего окончание русское, но боюсь, «декаплирующий конденсатор» вам не понравится еще больше), но почему-то агрессируете вы только на одно из них.
Декаплинг — плохо, потому что использовался немного,Ну как немного? Лет двадцать точно это слово в ходу у русскоязычных инженеров.
Ни разу не встречал его до этой статьи, хотя читаю регулярно и довольно много. Может, оно в ходу лишь в качестве сленгового, в "курилках"?
Ни разу не встречал его до этой статьи, хотя читаю регулярно и довольно много. Может, оно в ходу лишь в качестве сленгового, в «курилках»?
Забавно, что вы пытаетесь убедить собеседника, но делаете это так, что лишь подтверждаете тезис «термин не правильный, потому что я него не слышал и мне он не нравится»
+1
"Шунтирование" и "развязка" лучше "декаплинга" в первую очередь потому, что до появления первых двух терминов в русском языке ничего более подходящего просто не было.
Если кто до сих пор не понял, то заимствование в любом языке хорошо тогда, когда язык еще не содержит подходящих понятий. А чем их больше, и чем они более распространены, тем аналогичные заимствования хуже, ибо делаются не "для расширения живого языка", а от банальной неграмотности.
Импедантор? Все по-русски
Много статей на эту тему встречал. Сплошная мистика, какие-то догадки, в лучшем случае личный опыт и пример для единичного конкретного случая. Хоть кто-нибудь бы написал о реальных методах волнового анализа. А так, выходит много текста, много картинок... а вывод какой?
Я честно признаюсь, обычно размещаю конденсаторы буквально "наугад", ну или "по наитию". На практике нашел для себя всего два действенных метода:
Смотреть референсы от производителя микросхемы. Максимально учитывать рекомендации производителя по трассировке и по использованию фильтров.
Накидывать на плату после основной трассировки ЧИП конденсаторы во все свободные места, и чем больше тем лучше. Потом при сборке первого прототипа начинаю напаивать конденсаторы там, где больше шумит. Как шум начинает укладываться в допуски, больше не паяю. В финальной версии платы оставляю те конденсаторы, которые реально помогли, остальные убираю из проекта.
Еще стараюсь не экономить на электролитах. Лучше взять один меньше емкостью, но более качественный, чем много, но хреновеньких.
Звучит проклято. Простите, но после слов "по наитию" у меня возникает вопрос - а вы точно инженер? Ибо звучит как гадание на кофейно гуще. Понял бы слова "с учётом накопленного опыта".
Насчёт 1 пункта всегда работали две метода - на прототипе кондёры 2шт по ВЧ и НЧ помехам + ещё одна площадка smd для запаса.
2й метод хорош когда тираж устройства не более 100 шт и снабженец в хорошем настроении. А если тираж более 10000 устройств? Тогда каждый " и чем больше тем лучше" умножается на 10000 раз и вылезает в некислую сумму.
Можно как угодно выпендриваться про накопленный опыт, но нужно быть честным хотя бы с самим собой. Поэтому я и написал так: "по наитию".
Вот и мне, после прочтения статей на эту тему, кажется, что народ в основном гадает на кофейной гуще. Но почему-то ни кто честно об этом не говорит.
Простите за ответный вопрос: а Вы точно инженер, если ставите кондеры по два штуки для ВЧ и НЧ, И... еще одна smd площадка?!! У Вас что получается, есть конденсаторы для ВЧ и отдельные конденсаторы для НЧ?!
Скажите, а чем принципиально отличаются керамические SMD конденсаторы от THT?! Ну я бы понял, параллельно электролиту smd керамику поставить (хотя тоже очень сомнительный метод). Но зачем "на прототипе кондёры 2шт по ВЧ и НЧ помехам + ещё одна площадка smd для запаса" вот это все в одну кучу пихать?!! И чем Ваш метод лучше моего при большом объеме производства? Вы же по сути тоже самое делаете.
Ну я бы понял, параллельно электролиту smd керамику поставить (хотя тоже очень сомнительный метод).
Для логики не особо актуально, а вот для силовых схем весьма рекомендую. Такая связка способна одновременно снизить у питающей линии и импеданс, и добротность.
Простите пожалуйста, Вы просто вогнали меня в ступор. Импеданс, добротность и силовые схемы?! Можно по подробнее?
Суть процессов такая же, только масштабы иные. Если на переключение логического элемента требуется разогнать ток I1 ("И один"), то при переключении силовых больших транзисторов да ещё и с внешними нагруженными на что-то цепями требуется уже ток I2. Эти токи разгоняются в контуре... Собственно в статье все эти процессы и описаны, кроме одного, о котором чуть ниже. Так вот, при этом явно виден колебательный затухающий процесс. Будет считать измерения достоверными. Посмотрим на картинку:
Изображение из статьи
Затухает он как раз из-за потерь в паразитном LC контуре (сопротивление проводников, потери в диэлектрике и так далее). Керамические конденсаторы обладают маленьким внутренним сопротивлением, что с одной стороны не допускает провала напряжения при пиках потребления, а с другой стороны плохо рассеивают энергию колебательного процесса. Пока у нас есть маленький ток I1, то и энергия в паразитной индуктивности I1^2*L/2. С небольшими допущениями можно считать это циркулирующей в контуре энергией. Так вот для большого тока I2 эта энергия будет уже I2^2*L/2, что уже может создать проблем вплоть до выхода деталей из строя. Электролитический или даже танталовый конденсатор обладают довольно ощутимым внутренним сопротивлением как реальным, как и эквивалентным. Нам это не важно. Важно то, что энергия колебательного процесса быстренько поглощается и рассеивается на внутреннем сопротивлении этого конденсатора. Обычный такой демпфер. С этим связано снижение добротности. Ну а керамика отдувается на больших мгновенных токах не давая напряжению резко проваливаться. То есть снижается выходное сопротивление на высоких частотах.
Отдельно стоит рассмотреть участок линии не от конденсатора до переключающегося элемента, а от источника питания до конденсатора. Там плюс-минус те же процессы, но самая лютая ситуация возникает в момент резкого включения питания. Скажем, схема на входе имеет только керамические конденсаторы и подключается к аккумулятору метровыми проводами. Если провода тоненькие, то в этом случае их сопротивление не даст току разогнаться и энергия будет маленькой. Для силовых схем провода нужны толстые, ток большой, энергия в их паразитной индуктивности большая и вся эта энергия устремляется никуда иначе, как во входной конденсатор, заряжая его чуть ли в вдвое выше напряжения источника питания. Электролитический конденсатор способен этот заброс в немалой мере поглотить. Нет колебательности процесса, добротность эффективно снижена. Если хотите, то могу пару экспериментов заснять с разными конденсаторами и проводами.
Ну и отдельные пляски начинаются с мощными стабилизированными преобразователями, у которых дифференциальное входное сопротивление - отрицательно. Без достаточной ёмкости на входе такого преобразователя может начаться вполне себе возбуждение по входу. Тут уже теория устойчивости вступает в свои права.
Простите, но после слов «по наитию» у меня возникает вопрос — а вы точно инженер? Ибо звучит как гадание на кофейно гуще. Понял бы слова «с учётом накопленного опыта».
А какая разница между этими двумя вариантами?
Хоть кто-нибудь бы написал о реальных методах волнового анализа.
КМК — тут это лишнее, никто ж не будет(?) морочится волновыми сопротивлениями линий питания и их согласованием. А схемы с сосредоточенными индуктивностями линий питания — приводились и 20 лет назад. Загоняем в симулятор — получаем ± то, что у автора.
Хорошая статья, грамотная, спасибо.
Если у Вас экспериментальная плата под рукой, можете поставить ещё 1 эксперимент?
Нужно взять #2 вариант но впаять 2 разных конденсатора, например, 10н и 0.1мк. не уверен, но мне кажется, что шум должен быть меньше чем при использовании 2х одинаковых, т.к. у разных кондеров разная частотка, и они вырежут больший спектр.
Возможно использование 1н и 0.1мк в паре будет давать больший эффект чем 10н и 0.1мк и больший чем 0.1мк и 0.1мк.
Заранее спасибо, если получится проверить
Спасибо, хорошая мысль. Сегодня провёл измерения, результат ожидаемый - для пар конденсаторов
0.47 мкФ + 0.47 мкФ
0.47 мкФ + 10 нФ
10 нФ + 10 нФ
в этом тестовом сетапе шум питания абсолютно одинаковый, на кристалле около 247 mVpp, на плате - около 53 mVpp
Советую ознакомиться https://www.signalintegrityjournal.com/articles/1589-the-myth-of-three-capacitor-values
Декаплинг: качество питания микросхем