单位电容和单位电感

在信号完整性知识体系中，电容和电感是绕不开的，是相辅相成，相互制约和影响的。不管是SI还是PI ，都是需要关注电容和电感特性的。

SI信号部分，电容和电感特性反映在信号的容性反射和感性反射，优化TDR就是减小容性增大感性或者减小感性增大容性。

PI电源部分，电容和电感特性反映在电源PDN曲线的谐振点，优化PDN就是增大容性减小感性。

在实际的产品设计中，可以用常见的一些经验值进行预估单位电容和单位电感。但很多资料给出的经验数值是不同的，比如单位长度导线的自感约为25 nH/in，单位长度电容为5 pF/in。

还有些资料给出的是：50Ω的传输线，介电常数为4，50Ω的传输线，单位长度电容约为3.3 pF/in，单位长度电感为8.3 nH/in。

相关的计算公式如下：

我们在对设计进行预估的时候，得知道这些经验数值或者公式，误差有多大，也就是准确性有多高，才能保证设计的准确度。为此我们用下面三种方式进行比较验证：

一、先用软件SI 9000，计算出50Ω的传输线，介电常数是3.5，仿真得出相关的数据：

单位长度电容：2.73 pF/in

单位长度电感：7.4 nH/in

二、再根据上面的经验公式，计算得出相关的数据：

单位长度电容：3.1pF/in

单位长度电感：7.76 pF/in

三、最后用Ansys 软件仿真得出传输线单位长度电容和单位长度电感：

单位长度电容：2.75 pF/in

单位长度电感：7.02nH/in

单位长度电容值：两个软件得出的数据很接近，经验公式算出的数值相对大一点。

单位长度电感值：三个数值各不相同，经验公式算出的数值相对大一点，需要注意的是，由于趋肤效应的影响，单位长度电感会随着频率而变化。软件的仿真设置的时候，选择的是1GHz，而经验公式是没有这个影响的。

以上这部分的内容只是初版内容，关于电感和电容后期会增加平面电容和平面电感，以及常见的不同封装形式电容ESR和SEL的数据整理。这些内容后期会整合成完整的版本，会放到《信号完整性入门手册》第二部分电源完整性基础知识里面。

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