在射頻電路中，寄生電容會(huì)帶來(lái)增益下降、穩(wěn)定性變差、帶寬受限等諸多不良影響，為降低其影響，可從電路設(shè)計(jì)、布局布線、元件選擇、工藝優(yōu)化等方面入手，以下是詳細(xì)介紹：

電路設(shè)計(jì)優(yōu)化

• 采用合適的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

• 共源共柵結(jié)構(gòu)：在射頻放大器中，共源共柵（Cascode）結(jié)構(gòu)能有效抑制晶體管柵漏電容（Cgd）的米勒效應(yīng)。米勒效應(yīng)會(huì)使Cgd在輸入輸出之間形成較大的反饋電容，降低放大器的增益和穩(wěn)定性。共源共柵結(jié)構(gòu)通過(guò)增加一個(gè)共柵管，將Cgd的反饋路徑隔斷，從而減小了其對(duì)電路的影響。例如，在GHz頻段的射頻功率放大器中，采用共源共柵結(jié)構(gòu)可以使放大器的增益提高3 - 5dB，同時(shí)改善其穩(wěn)定性。

• 差分結(jié)構(gòu)：差分電路對(duì)共模信號(hào)（包括寄生電容引起的共模干擾）有抑制作用。在射頻接收機(jī)前端，采用差分低噪聲放大器可以降低寄生電容對(duì)噪聲性能和線性度的影響。因?yàn)椴罘蛛娐返膬蓚€(gè)支路對(duì)稱，寄生電容在兩支路中產(chǎn)生的效應(yīng)相互抵消，從而提高了電路的性能。

• 增加補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

• 串聯(lián)電感補(bǔ)償：在射頻電路中，當(dāng)寄生電容與電感形成諧振回路，導(dǎo)致電路在某些頻率點(diǎn)出現(xiàn)增益尖峰或相位突變時(shí)，可以在合適的位置串聯(lián)一個(gè)電感來(lái)補(bǔ)償寄生電容的影響。例如，在射頻濾波器中，通過(guò)調(diào)整串聯(lián)電感的值，可以改變?yōu)V波器的頻率響應(yīng)特性，使濾波器的帶寬和通帶特性更加符合設(shè)計(jì)要求。

• 并聯(lián)電阻補(bǔ)償：在放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)中，并聯(lián)一個(gè)電阻可以改善電路的穩(wěn)定性和頻率響應(yīng)。寄生電容可能會(huì)使放大器的反饋系數(shù)隨頻率變化，導(dǎo)致增益不穩(wěn)定。并聯(lián)電阻可以增加反饋網(wǎng)絡(luò)的阻尼，減小反饋系數(shù)的頻率變化，從而提高放大器的穩(wěn)定性。

布局布線優(yōu)化

• 縮短關(guān)鍵信號(hào)走線長(zhǎng)度

• 射頻信號(hào)的波長(zhǎng)較短，走線長(zhǎng)度對(duì)寄生電容的影響較大。走線越長(zhǎng)，與周圍導(dǎo)體形成的寄生電容就越大。因此，應(yīng)盡量縮短關(guān)鍵射頻信號(hào)（如輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、本振信號(hào)等）的走線長(zhǎng)度。例如，在射頻收發(fā)機(jī)芯片中，將射頻功率放大器的輸入輸出引腳與外部匹配網(wǎng)絡(luò)之間的走線長(zhǎng)度控制在幾百微米以內(nèi)，可以有效降低寄生電容。

• 增加走線間距

• 相鄰的走線之間會(huì)形成寄生電容，走線間距越小，寄生電容就越大。在設(shè)計(jì)射頻電路PCB時(shí)，應(yīng)合理增加走線之間的間距。一般來(lái)說(shuō)，射頻走線之間的間距應(yīng)不小于走線寬度的2 - 3倍。例如，對(duì)于寬度為0.2mm的射頻走線，其間距應(yīng)不小于0.4 - 0.6mm。

• 采用多層板和接地層設(shè)計(jì)

• 多層板可以將射頻信號(hào)層與電源層、地層分開，減少信號(hào)之間的干擾和寄生電容。同時(shí)，良好的接地層設(shè)計(jì)可以為射頻電路提供一個(gè)穩(wěn)定的參考電位，降低寄生電容的影響。例如，在四層或六層射頻PCB中，通常將頂層和底層作為射頻信號(hào)層，中間兩層分別作為電源層和地層，并通過(guò)大量的過(guò)孔將地層連接起來(lái)，形成一個(gè)完整的接地系統(tǒng)。

元件選擇

• 選用低寄生電容的元件

• 晶體管：選擇具有低寄生電容的射頻晶體管。不同封裝和工藝的晶體管，其寄生電容差異較大。例如，采用表面貼裝封裝（如SOT - 23、QFN等）的晶體管，其引腳寄生電容比傳統(tǒng)的直插封裝晶體管要小得多。此外，一些新型的半導(dǎo)體工藝（如GaAs、SiGe等）制造的晶體管，也具有較低的寄生電容。

• 電容和電感：在射頻電路中，應(yīng)選用高頻特性好的電容和電感。例如，陶瓷電容具有較低的等效串聯(lián)電阻（ESR）和等效串聯(lián)電感（ESL），在高頻下寄生電容較小。對(duì)于電感，應(yīng)選擇具有高Q值和低寄生電容的繞線電感或薄膜電感。

• 使用集成元件

• 集成元件將多個(gè)功能模塊集成在一個(gè)芯片上，減少了元件之間的連接線和寄生電容。例如，射頻前端模塊（FEM）將功率放大器、低噪聲放大器、開關(guān)和濾波器等集成在一起，不僅減小了電路的尺寸，還降低了寄生電容的影響，提高了電路的性能和可靠性。

工藝優(yōu)化

• 采用低介電常數(shù)材料

• 在集成電路制造中，選擇介電常數(shù)較低的材料作為層間介質(zhì)，可以減小寄生電容。例如，使用低k介質(zhì)材料（如SiLK、Black Diamond等）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二氧化硅介質(zhì)，能夠有效降低晶體管之間的寄生電容。在射頻集成電路中，采用低k介質(zhì)材料可以使電路的工作頻率提高20% - 30%。

• 優(yōu)化封裝工藝

• 封裝工藝也會(huì)引入寄生電容。采用先進(jìn)的封裝技術(shù)，如倒裝芯片封裝（Flip - Chip）、系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）等，可以減小封裝引腳和封裝材料帶來(lái)的寄生電容。例如，倒裝芯片封裝將芯片直接倒裝在基板上，減少了引線鍵合的長(zhǎng)度，從而降低了寄生電容。