Formulario diseño PCB

Ancho de pista (W) El ancho mínimo de las pistas de un PCB puede calcularse con la fórmula:

Donde:

• = Corriente en amperios (A)
• = Aumento de temperatura deseado en grados Celsius (°C)

Área de la pista El área de la pista se puede calcular como:

Donde:

• = Longitud de la pista
• = Ancho de la pista

Dieléctrico

La constante dieléctrica (ε) de un material puede influir en la capacitancia de un PCB. Para un condensador plano, se utiliza la fórmula:

Donde:

• = Capacitancia en faradios (F)
• = Permitividad del material (ε = ε₀ * εr)
• = Área de las placas del condensador
• = Distancia entre las placas

Resistencia de la pista (R) La resistencia de una pista puede calcularse como:

Donde:

• = Resistividad del material (ohmios por metro, Ω·m)
• = Longitud de la pista
• = Ancho de la pista
• = Espesor de la pista

Capacitancia entre pistas Para dos pistas paralelas, la capacitancia puede aproximarse como:

Donde:

• = Distancia entre las pistas
• = Radio de las pistas

Impedancia característica (Z₀) Para una pista microstrip o stripline, la impedancia se calcula mediante la fórmula:

Donde:

• = Altura del sustrato
• = Ancho de la pista
• = Permitividad relativa del material

Caída de voltaje en pistas La caída de voltaje a través de una pista se puede calcular como:

Donde:

• = Corriente que fluye a través de la pista
• = Resistencia de la pista

Densidad de corriente (J) La densidad de corriente se define como:

Donde:

• = Área de la sección transversal de la pista

Cálculo de temperatura en PCBs Para estimar el aumento de temperatura, se puede usar:

Donde:

• = Potencia disipada en vatios (W)
• = Resistencia térmica en °C/W
• = Área del PCB

Ancho de banda del sistema Para calcular el ancho de banda de un sistema se puede utilizar:

Donde:

• = Resistencia total
• = Capacitancia total

Tiempo de subida (T_r) El tiempo de subida se puede estimar mediante:

Donde:

• = Capacitancia de carga

Espacio mínimo entre pistas El espacio mínimo entre las pistas se puede calcular usando:

Donde:

• = Factor de separación según la clase de PCB (normalmente entre 1.5 y 3).

Longitud máxima de rutas Para minimizar la inductancia, se puede utilizar:

Donde:

• = Frecuencia máxima del sistema.

Teorema de superposición Para analizar circuitos lineales, se usa:

Donde:

• = Salida debida a la fuenteen el circuito.

Prueba de impedancia Para verificar la impedancia de la pista, se puede utilizar un analizador de redes:

Donde:

• = Voltaje de referencia
• = Corriente de prueba.