電路設計和EMC設計的關鍵 第8篇 評估電路和評估板（2） 接地線（GND、接地）的處理

大家好！我是ROHM的稻垣。

本文是第8篇，也是“評估電路和評估板”的第2篇。本文將講解半導體積體電路（LSI和IC）的評估板接地線的連接方法、評估板接地線的佈局等內容。

首先，關於評估板接地線的連接方法，基本上可以認為是以半導體積體電路的接地引腳為基準和基點的。有些產品可能有多個接地引腳，但大多數是直接在LSI和IC正下方短路。在評估板上，接地線的走線是從那裡引向電路板的外側。
評估板上的基準接地電壓是半導體積體電路（LSI和IC）的接地引腳的值。牢記這一點將有助於進行準確的測量。尤其是在測量雜訊電平和串擾等（微小訊號）時，需要注意要連接的接地線位置。用聲級計或頻譜分析儀，將探頭的接地端連接到該位置—即盡可能靠近半導體積體電路的接地引腳的位置，就可以測出接近真實的數值。

接下來，考慮有多個評估板和多個半導體積體電路（LSI和IC）的情況。之所以經常有人問

“兩根接地線可以分開嗎？”

是因為“評估板分類比訊號類和功率電源類，在實驗時，最好將接地線分開，不要連接，這樣雜訊特性更好”

確實是這樣嗎？

答案是“不是”。當有多個評估板或評估物件時，起碼的要求是兩個接地引腳必須短路，這一點是非常重要的。如果不短路，兩者間的接地電位差將是不確定的，從而導致無法正常工作。

在提問範例中，估計不是故意短路，而是透過電路中的某處間接短路的狀態。即使在實驗中運行良好，如果在這種狀態下投入量產，那麼異常工作的概率也會非常高。因此，接地線的處理非常重要。

讓我們更進一步，思考一下用戶自己創建評估板的圖板（電路板佈局圖）時的情況。

類比型、數位型、功率型半導體積體電路（LSI和IC）的接地線怎樣走線更好呢？

從結論看，有兩種的解決方案。

第一個是優先考慮整體電氣特性時的解決方案。當然，上述各類（類比型、數位型、功率型）的接地線都是短路的，但都是在各類接地線之間插入間隙（分叉）的方法。短路的位置也對電氣特性有很大影響，但絕對不能分開。

第二個是優先考慮電磁相容性（EMC）時的解決方案。在這種情況下，不是在接地線之間插入間隙（分叉），而是透過實心GND將各類接地引腳短路。這使得電源電流的路徑和接地電流的路徑在評估板上方和下方（多層印刷電路板時）位於相同的位置。這種接地電流在電磁相容性（EMC）領域中被稱為“返回電流”，重要的是透過佈局使這種返回電流可以自由地流動。這是因為如果有間隙（開叉）等，電源電流和接地電流產生的磁場就不會透過迂回路徑而不被消除，從而發生電磁干擾（不必要的輻射/發射），導致特性惡化。

優先考慮電氣特性還是優先考慮電磁相容性（EMC）是很艱難的選擇，但是電磁相容性（EMC）問題可能會導致意外的誤動作和異常工作，因此從提高產品的可靠性方面看，是非常重要的考量因素。以上就是在處理接地線（GND、接地）時需要格外注意的關鍵要點。

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