電流的回流路徑

首先，記住一個(gè)結(jié)論：電流永遠(yuǎn)是閉合的，從哪里來，就要回到哪里去，不管是電流或者位移電流的形式。

所以，當(dāng)電流從一個(gè)器件出來的時(shí)候，它必然會找一個(gè)路徑回去。讓它從哪回去，或者它會從哪回去，就是PCB設(shè)計(jì)中需要考慮的一個(gè)問題。

比如，前陣子在文章中，看到這樣一個(gè)規(guī)范：同一方向供電路徑采用從大信號到小信號的路徑進(jìn)行供電，這樣可以減小大信號回路對小信號回路的影響。

我的理解，如我在上圖標(biāo)注的紅綠曲線，主要就是因?yàn)殡娏骰亓髀窂降膯栴}，從大到小的供電路徑使得大信號的回流路徑直接就回去了，而不會經(jīng)過小信號的下方。

電流回去的路徑，永遠(yuǎn)是找最小阻抗(impedance)路徑。

阻抗的表達(dá)式Z=R+jwL，所以當(dāng)頻率為DC時(shí)，尋找R最小的路徑；當(dāng)頻率升高時(shí)，則尋找電感最小的路徑。

假設(shè)有一兩層板，器件焊在top面，也就是電流源在top面，驅(qū)動一單端微帶線，微帶線的另一端接一電阻通過via2到地，同時(shí)，電流源的參考管腳(return lead)也通過via1到地。文獻(xiàn)，對下圖進(jìn)行仿真。

得到仿真結(jié)果如下圖。

可以看到：

在頻率1KHz的時(shí)候，R在阻抗中占主導(dǎo)，電流的回流路徑還是想尋找R最小路徑。銅皮的電阻R跟它的長度L、電阻率ρ成正比，跟它的橫截面積S成反比，即R=ρL/S，所以，回流路徑就會找L最短，S最窄的路徑。

當(dāng)頻率升高時(shí)，wL開始占主導(dǎo)，所以電流開始尋找電抗最小路徑。而路徑的電抗與電流路徑形成的環(huán)的面積成正比。所以，電流的回流路徑就聚集在微帶線的下方。

文獻(xiàn)：ELYA B.JOFFE,Kai-Sang Lock,Grounds for grounding:A circuit-to-system Handbook