寄生提取

寄生提取是电子设计的关键过程。它涉及识别和量化非预期的、非理想的电气组件，这些组件由于其物理配置和与环境的相互作用而自然出现在电路设计中。这些被称为寄生元件的有害元件通常包括寄生电容、电阻和电感。该过程涉及详细分析，通常由能够对电路的电磁行为进行建模和仿真的复杂的软件工具完成。这些工具预测寄生效应如何影响电路性能，包括它们对信号完整性、时序、功耗和整体功能的影响。

相关产品： Calibre xRC， Calibre xAct 寄生虫提取， Calibre xL 提取， Calibre xAct 3D 寄生虫提取

电路元件

本节介绍基本电路元件及其功能和应用示例。基本电路元件包括：

电容:

电容是系统中两根导体之间存在电位差时系统存储电荷的能力。在实际电路中，这种特性由一种称为电容器的组件表现出来。电容器由两个或多个由绝缘材料或介电隔开的导电板组成。

• 功能：电容器将电能直接存储为板之间的静电场。它们通过在电路需要时放电存储的电荷来释放能量。
• 应用程序：它们通常用作储能单元，还可用于滤波应用，平滑电压波动，调谐谐振电路以及管理电子设备中的功率流。

电感:

电感是电导体的一种特性，通过这种特性，流经它的电流的变化会在导体本身（自感）和任何附近的导体（互感）中产生电动势（电压）。电感器是表现出电感的电路组件，通常由导电线圈组成。

• 功能：电感器可抵抗流过它们的电流的变化。当电流流过它们时，它们以磁场的形式存储能量。
• 应用程序：这些电感器用于滤波器、变压器和电源调节，以管理波动的电压。

阻力:

电阻是阻碍电流流动的材料的一种特性。材料的固有特性使它们对抗电子流动。电阻器是电路中用于提供特定电阻的组件。

• 功能：当电流通过时，电阻器将电能转换为热量。除其他用途外，它们调节电荷流量或调整信号电平。
• 应用程序：“电阻器广泛用于限制电路中的电流、分压和上拉/下拉节点。

电路中的一般连接可以归纳为两类，即：

系列连接： 串联连接是指组件端到端连接的连接，因此它们承载相同的电流，但每个组件的电压可能不同。一个系列中的总阻力等于单个电阻的总和。

并行连接： 并联连接是指组件在相同的两点上连接的连接，承载的电流可能不同，但承受的电压相同。同时，随着组件的增加，电阻和电感会降低，而电容会增加。

了解和操作这些基本特性使工程师能够制作具有所需行为的电路，实现特定的响应，并确保电子应用的稳定性和效率。它们构成了开发复杂电子系统的基础基础。

寄生元素

寄生元素表现为无意组件，这些组件是由于构造电路固有的物理特性而出现的。其中包括：

寄生电容：当相邻的导体无意中产生电容效应，无意中存储电能时，就会发生这种情况。

寄生电感：当电路回路无意中起到电磁铁的作用，影响电路的电流时，就会出现这种现象。

寄生抵抗力：当电路的某些部分对电流产生不必要的阻力时，就会出现这种情况，类似于摩擦阻碍运动。

从左至右：寄生电容、寄生电感和寄生电阻的表示。

基于规则的寄生提取工具

基于规则的寄生提取工具使用基于几何和电气特性的预定义规则和算法来估计寄生效应。这些工具通过应用简单的几何参数（例如宽度、间距）和连通性信息来快速估计寄生效应。这些规则源自经验数据和基本的电气原理。主要优势是速度。这些工具需要较少的计算能力，可以快速处理大型电路，因此非常适合进行初步检查和不太复杂的设计。基于规则的工具通常缺乏高频或非常先进的半导体设计的精度，在这些设计中，非理想行为更为关键。更适合早期设计阶段或不太关键的应用程序，在这些应用中，高速和较低的计算成本是优先事项，但精度较低。

示例工具：西门子的 Calibre xRC 和 Calibre xAct。

场求解器寄生提取工具

场求解器工具基于求解 Maxwell 方程来模拟电磁场并得出准确的寄生值。这些求解器会考虑布局的三维结构及其材料特性。它们通常使用有限元法 (FEM)、边界元法 (BEM) 或有限差分法 (FDM) 等数值方法来实现高度精确的寄生估计。此类工具具有很高的精度，在寄生效应非平凡的高频设计和复杂几何形状中尤其重要。但是，这是以高计算成本为代价的，更长的运行时间是关键限制，这可能是某些设计过程的瓶颈。对于高级应用（如射频、模拟和混合信号设计）至关重要，在这些应用中，精度和详细的寄生效应至关重要，尽管计算成本更高。

示例工具：西门子的 Calibre xL 和 Calibre xAct 3D。