寄生蟲萃取

寄生蟲提取是電子設計中的關鍵過程。它涉及識別和量化由於其物理配置和與其環境的互動而自然出現在電路設計中的意外，非理想的電氣元件。這些不需要的組件，稱為寄生蟲劑，通常包括寄生電容，阻力和電感。該過程涉及詳細分析，通常由能夠建模和模擬電路電磁行為的複雜軟件工具進行。這些工具預測寄生蟲會如何影響電路性能，包括它們對信號完整性、時間、功耗和整體功能的影響。

相關產品： Calibre xRC， Calibre xACT 寄生蟲萃取， calibre xL 萃取， Calibre XACT 3D 寄生蟲萃取

電路元件

本節介紹基本電路元素以及其功能和應用範例。基本電路元件包括：

電容:

電容是當系統中兩個導體之間存在電位差時，系統存儲電荷的能力。在實用電路中，這個屬性由稱為電容器的組件展示。電容器由兩個或多個導電板組成，由絕緣材料或介電分隔。

• 功能性：電容器將電能直接存儲在板之間作為靜電場。當電路需要時，它們通過釋放存儲的電荷來釋放能量。
• 應用：通常用作儲能單元，它們還可以用於過濾應用，其中它們可以平滑電壓波動，調諧共振電路以及管理電子設備中的功率流。

電感:

電感是電導體的一種特性，通過它流過電流的變化會在導體本身（自感）和附近任何導體中（相互電感）中產生電動力（電壓）。電感是表示電感的電路元件，通常由導線線線圈組成。

• 功能性: 電感可抵抗通過它們的電流的變化。當電流穿過它們時，它們以磁場形式存儲能量。
• 應用：這些電感器用於過濾器，變壓器和電源供應器調節，以管理波動電壓。

阻力:

電阻是材料的一種阻礙電流的特性。材料的固有屬性，導致它們反對電子流。電阻是用於電路中提供特定電阻的元件。

• 功能性: 電阻器將電能轉換為熱量，當電流通過來。它們在其他用途中調節電荷的流動或調整信號水平。
• 應用：「電阻被廣泛用於限制電流，分割電壓和電路中的拉/下拉節點。

電路中的一般連接可以總結為兩類，即：

串聯連接： 串聯連接是元件端對端連接的連接，因此它們傳輸相同的電流，但每個連接的電壓可能會有所不同。系列總電阻等於個別電阻的總和。

並行連接： 平行連接是一種連接，其中元件通過相同的兩個點連接，具有潛在不同的電流，但受到相同的電壓。同時，電阻和電感降低，而電容隨著增加更多元件而增加。

了解和操控這些基本性質，工程師能夠製作具有所需行為的電路，實現特定的響應，並確保電子應用中的穩定性和效率。它們形成了開發複雜的電子系統的基礎。

寄生元素

寄生元素表現為由於構建電路的固有物理屬性而出現的意外組件。這些包括：

寄生電容：當相鄰導體意外產生電容效果，意外儲存電能時，就會發生這種情況。

寄生電感：當電路迴路不小心作為電磁鐵功能，影響電路的電流流時，就會產生這種現象。

寄生蟲抗性：當電路的部分對電流引入不需要的電阻時，這就會發生，類似於阻礙運動的摩擦。

從左到右：寄生電容，寄生電感和寄生電阻的表示。

基於規則的寄生蟲提取工具

以規則為基礎的寄生提取工具使用基於幾何和電性質的預先定義規則和演算法來估算寄生效果。這些工具通過應用簡單的幾何參數（例如寬度，間距）和連接信息來快速估算寄生蟲。這些規則源於實證數據和基本電氣原理。主要優勢是速度。這些工具需要較少的計算能力，並且可以快速處理大型電路，因此非常適合初步檢查和較不複雜的設計。以規則為基礎的工具通常缺乏高頻率或非常先進的半導體設計的準確度，而非理想行為更為關鍵。更適合早期設計階段或較低的應用程式，其中高速度和較低的計算成本是優先事項，但精確度較低。

工具範例：西門子的「Calibre XRC」和「Calibre xACT」。

現場求解器寄生提取工具

現場求解器工具基於解決麥克斯威爾方程，以模擬電磁場並導出精確的寄生值。這些求解器會考慮配置的 3D 結構及其材料性質。它們通常使用數值方法，例如有限元素方法（FEM），邊界元素方法（BEM）或有限差法（FDM）來實現高精度的寄生估算。這類工具提供高精度，尤其在高頻設計和複雜的幾何圖形中尤其重要，其中寄生效果非常重要。然而，這會造成高的計算成本，而且較長的運行時間是關鍵限制，這可能會在某些設計流程中成為瓶頸。對於高級應用（例如射頻、類比和混合信號設計）至關重要，其精確度和詳細的寄生效果至關重要，儘管運算成本較高。

工具範例：西門子的「大型號」和「Calibre xACT 3D」。