日志
銅走線的趨膚效應
|
高頻電流流過導體時，電流會趨向于導體表面分布，越接近導體表面電流密度越大。這種現象就是趨膚效應。頻率越高，電流就越集中在導體表面，可以想象，當頻率足夠高時，電流幾乎只分布在導體表面上薄薄的一層，導體內部幾乎沒有電流。下面兩張圖分別為圓形導線和矩形導線上高頻電流分布情況。
為什么會有這種現象呢？電磁波很難穿透銅這樣的良導體，電磁波進入良導體后，場強振幅會急劇衰減，最終導致電流密度隨著深度增加急劇下降，衰減符合指數規(guī)律。
趨膚深度用來描述電流在多大程度上接近導體表面，定義為電磁波場強振幅衰減到表面場強1/e的深度�？梢员硎緸�
對于像銅這樣的良導體，電導率極高，所以隨著頻率升高，很快就表現出明顯的趨膚效應。下圖是銅導體趨膚深度和頻率的關系。6MHz多一點趨膚深度近似1mil，大概在55MHz左右的時候趨膚深度約0.35mil，1GHz時約0.1mil。從這些數據看，趨膚效應必然對高速信號產生很大影響。銅箔表面并不像看起來那么光滑，趨膚效應導致信號損耗增加。
下圖中可看到表面粗糙的銅皮使信號損耗增加。當信號的損耗成為主要制約因素的時候，我們就要格外關注趨膚效應，這也是為什么在高速串行互連設計中關心銅箔類型的原因。
本站技術文章歡迎轉載，轉載請注明出處：于博士信號完整性
