Parasitisk extraktion

Parasitisk extraktion är en nyckelprocess inom elektronisk design. Det handlar om att identifiera och kvantifiera oavsiktliga, icke-ideala elektriska komponenter som naturligt förekommer i kretskonstruktioner på grund av deras fysiska konfiguration och interaktion med sin miljö. Dessa oönskade komponenter, kända som parasiter, inkluderar vanligtvis parasitisk kapacitans, motstånd och induktans. Processen involverar detaljerad analys som ofta görs av sofistikerade mjukvaruverktyg som kan modellera och simulera en krets elektromagnetiska beteenden. Dessa verktyg förutsäger hur parasiter kan påverka kretsprestanda, inklusive deras effekter på signalintegritet, timing, strömförbrukning och övergripande funktionalitet.

Relaterade produkter: Calibre xRC, Calibre xACT Parasitisk extraktion, Calibre xL Extraktion, Calibre xACT 3D parasitisk extraktion

Detta avsnitt presenterar de grundläggande kretselementen tillsammans med ett exempel på deras funktionalitet och applikationer. De grundläggande kretselementen inkluderar:

Kapacitans är ett systems förmåga att lagra en elektrisk laddning när det finns en potentialskillnad mellan två ledare i systemet. I praktiska kretsar visas denna egenskap av en komponent som kallas en kondensator. Kondensatorer består av två eller flera ledande plattor åtskilda av ett isolerande material eller dielektrikum.

• Funktionalitet: Kondensatorer lagrar elektrisk energi direkt som ett elektrostatiskt fält mellan plattorna. De frigör energi genom att ladda ur den lagrade laddningen när kretsen kräver det.
• Användningsområden: Används vanligtvis som energilagringsenheter, de fungerar också i filtreringsapplikationer där de jämnar ut spänningsfluktuationer, vid avstämning av resonanskretsar och för att hantera strömflöde i elektroniska enheter.

Induktans är en egenskap hos en elektrisk ledare genom vilken en förändring i ström som strömmar genom den inducerar en elektromotorisk kraft (spänning) i både ledaren själv (självinduktans) och i alla närliggande ledare (ömsesidig induktans). Induktorer är kretskomponenterna som uppvisar induktans, typiskt bestående av en spole av ledande tråd.

• Funktionalitet: Induktorer motstår förändringar i strömmen som passerar genom dem. De lagrar energi i form av ett magnetfält när ström flyter genom dem.
• Användningsområden: Dessa induktorer används i filter, transformatorer och strömförsörjningsreglering för att hantera fluktuerande spänningar.

Motstånd är en egenskap hos ett material som hindrar flödet av elektrisk ström. Ett inneboende attribut för material som får dem att motsätta sig flödet av elektroner. Motstånd är de komponenter som används i kretsar för att ge ett specifikt motstånd.

• Funktionalitet: Motstånd omvandlar elektrisk energi till värme när ström passerar igenom. De reglerar flödet av elektriska laddningar eller justerar signalnivåer bland andra användningsområden.
• Tillämpningar: ”Motstånd används ofta för att begränsa ström, dela spänningar och pullup/neddragningsnoder i kretsar.

Den allmänna anslutningen i kretsar kan sammanfattas i två kategorier, nämligen:

Serieanslutning: En serieanslutning är en där komponenterna är anslutna från ände till ände, så de bär samma ström men spänningen över var och en kan skilja sig åt. Totalt motstånd i en serie är lika med summan av de enskilda motstånden.

Parallellanslutning: En parallellanslutning är en anslutning där komponenterna är anslutna över samma två punkter, bär potentiellt olika strömmar men utsätts för samma spänning. Parallellt minskar motstånd och induktanser medan kapacitanser ökar när fler komponenter läggs till.

Att förstå och manipulera dessa elementära egenskaper gör det möjligt för ingenjörer att skapa kretsar med önskat beteende, uppnå specifika svar och säkerställa stabilitet och effektivitet i elektroniska applikationer. De utgör den grundläggande grunden från vilken komplexa elektroniska system utvecklas.