コンデンサ並列接続時の配置順番について

パスコン（０．１μ、０．０１μ）をＩＣの電源ピンに並列接続したいのですが、パターン接続はどちらがよろしいでしょうか？

(1)ＶＣＣ　→　０．１μ　→　０．０１μ　→　ＩＣ電源ピン
(2)ＶＣＣ　→　０．０１μ　→　０．１μ　→　ＩＣ電源ピン

よろしくお願い致します。

No.1 ベストアンサー 回答者： info22 回答日時： 2007/12/27 14:32

(1)としないと意味がないです。

ICの高速動作に伴うIC電源電流の変化（つまり負荷抵抗が高速に切り替わると見なせる）に即応して電流を供給できないと電源電圧が下がったり上がったりして、電源ノイズになり、これらが他のICの電源やGNDラインに乗ってノイズになります。このIC電源電流の高速変化分を供給（電荷を吸収あるいは放出して電流を供給）するのが、高速動作が可能な容量の少ないコンデンサー（0.01μF）です。ICの＋VccとGNDの出来るだけ近く、高速動作しているIC
の周辺に個数を多め、変化の少ないICの周辺は少なめに配置します。
大きい容量のコンデンサは基板全体としての比較的遅いIC集団としての電流消費の偏りに対して、電源装置からの電流供給が配線的に間に合わない期間の電流を一時的に供給する役目をするのが基板に1～2個（大きな基板では多いこともある）つけます。この役目をするのが数個のICをまとめた電源ライン間にパスコン（0.1μF）をつけてやります。

僕の設計経験では、0.01～0.1μF（セラミック）、電源ラインの列ごとに0.1～5μF位（タンタル）、基板の電源端子に50～100μF位（電解コン）を入れています。
目安は、基板で消費する電流の大きさや電源配線や基板中の電源パターンの長さなどが関係します。値の違うパスコンを2段構え、3段構えで配置します。特にクロック回路や発信部は高速動作しますので、ICの電源PINに直接パスコンをつける場合もあります。電源ノイズは発生源で除去するのが設計の原則です。パスコンを配置した結果、基板を動作させて、オシロで電源ノイズを観測し（観測にも測定ノウハウがあります）、ノイズの大きい箇所にはパスコンを追加してやります。

No.2 回答者： candle2007 回答日時： 2007/12/27 20:12

(1)が正解です。

一般に電源側に入れるパスコンは、DC電源の完全な平滑化、電源ラインからのノイズの回りこみバイパス、等が目的です。
これらは比較的低い周波数ですので、大容量のパスコンが必要です。

これに対して、ICは高い周波数で動作するのが一般的ですので、発振を抑え良好な動作を行わせるため、電源ラインより、より高い周波数に対応するパスコンが必要となります。
ロジックICなどであれば、数十～数百MHzにわたるノイズを発生しますので、高周波のバイパスが必要となります。
容量が大きくても、高周波に対応できれば問題ないのですが、世の中そうは行きません。
下記資料「各種コンデンサの周波数特性」を見てください。
http://www.kumin.ne.jp/odc/condensa2.html

例えば、0.1μFの高誘電率系セラミックコンデンサは8MHzあたりに共振点を持ちます。
共振を起こしてしまうと、それより高い周波数ではコンデンサの役目をしません。
（周波数が上がると共にインピーダンスが上がるのはインダクタに変身したということ）

0.01μFくらいであれば数十MHzのバイパスに対応できそうです。
電解コンデンサなどは数kHzでインダクタに変身してしまいます。

なお、ここにも書かれている通り、コンデンサは単に表示容量だけでなく、形式によっても周波数特性は異なるので、データを見ながら適材適所の判定をすることが重要です。

[参考]
http://www.miyazaki-gijutsu.jp/series2/noise111. …
http://www.murata.co.jp/articles/g03c1.html

参考URL：http://www.kumin.ne.jp/odc/condensa2.html