硅EMI滤波器：LC型还是RC型?

今天，半导体供应商正在提供LC型或RC型滤波器，问题在于如何为正确的应用选择正确的技术。

对上文提及的两种技术的纯滤波性能进行对比，在某种意义上我们看见相似的滤波特性，两种结构都表现出极宽的抑制频带。这些主要特性的取得归功于能够最大限度降低滤波器(无论是RC还是LC型)的寄生电感的集成概念。

然后，LC滤波器能够优化低频的插入损耗。与RC滤波器相比，滤波特性在技术规格中确实存在明显的差别。但是考虑到特性曲线是在50Ω环境中测量到的，设计师可能注意到，在应用条件下，因为多数IC是高阻抗元器件，RC滤波器的串联电阻或LC滤波器的串联电感对插入损耗的影响可忽略不计。因此，即使在滤波器技术规格中看到插入损耗的差异，这个差异也不真地适合应用条件。

尽管如此，我们可以使RC或LC滤波器信号传输能力实现差异化。特别是在高频下，LC滤波器可能具有RC滤波器绝对没有的某些振荡效应。这些寄生振荡可能会干扰信号甚至会产生比RC滤波器更长的延迟时间。图4所示是通过硅LC滤波器进行的信号传输测试，从图中可以看到振荡效果。

最后，EMI滤波器是使用硅RC还是LC，两者之间没有明显的性能差异，因为它们的特性在实际应用中基本相同，低阻抗环境除外。顺便提及一下，考虑到现有的硅技术，电阻的集成密度比电感器高出很多。因此，LC滤波器的制造成本高于RC滤波器。

现在让我们对比无源LC滤波器和硅RC滤波器，大家熟知的两者之间的差异是，无源技术基于集成变阻器(而硅滤波器集成的是二极管)。因此，这种滤波器不如硅RC滤波器耐用，同时过滤特性类似于分立电容器，这意味着抑制频带尖而窄，不能为新一代多频手机100%优化。

滤波器的RC耦合是设计人员必须精心选择的首要特性，本质上说，应用的信号传输速度越快，滤波器线路的总电容就应该越小。

因此，对于UART、RS232或音频线路，标准电容在几百个pF范围内的EMI滤波器足以确保优秀的滤波性能和最小的信号干扰。

对于高速接口像LCD或CMOS传感器，滤波器的寄生电容对视频信号完整性的影响很大，所以电容值必须降到最低限度，几十个兆赫兹的频率，电容必须小于20pF。

这又带来了新的问题，因为滤波器的滤波性能会因为本身电容变小而降低。

因为最近的半导体设计，现在市场上出现了超低电容EMI滤波器结构，以及超高衰减量、宽带抑制和符合IEC61000-4-2第4级的ESD保护功能。意法半导体是市场上率先推出电容超低、抑制带宽极大并符合IEC61000-4-2第4级安全标准的滤波器结构，EMIF08-VID01F2在800MHz到3GHz频带内可以实现30dB以上的衰减抑制，同时在3V工作电压时其线电容只有17pF。

要想取得最佳的滤波性能，除考虑硅产品本身的特性外，还要考虑组件的封装和布局，这就是大多数基于硅的EMI滤波器采用400um管脚间距的倒装片封装或microQFN封装的原因。微型封装的主要优势之处是寄生电感影响小，从而最大限度地提高了高频下的衰减特性；其次微型封装尺寸小，有助产品的微型化趋势。