Ficha de referencia
Decoupling capacitors
Por qué todo CI necesita uno, qué valores y dónde colocarlos
Guía de condensadores de desacoplo
Los CI digitales no consumen una corriente constante — sus puertas internas conmutan en nanosegundos, tirando de picos de corriente cortos y bruscos del pin de alimentación. La pista de vuelta al regulador tiene inductancia y no puede reaccionar tan rápido, así que sin ayuda la tensión de alimentación local cae u oscila cada vez que el chip conmuta. Un condensador de desacoplo (o bypass) se coloca justo en el pin como un pequeño depósito local de carga: suministra él mismo esa corriente rápida, de modo que el regulador solo tiene que atender la carga media, más lenta.
La disposición habitual tiene dos niveles. Un cerámico pequeño, casi siempre de unos 100 nF, va directamente en el pin de alimentación del CI y atiende los transitorios rápidos de alta frecuencia. Un condensador de reserva mayor, normalmente en el rango de 1-10 µF, alimenta un pequeño grupo de CI cercanos o una sección de un raíl de alimentación y repone la carga que gastaron esos condensadores pequeños, respondiendo a variaciones de corriente más lentas y de menor frecuencia.
La colocación importa tanto como el valor impreso. Cada milímetro de pista o vía entre el condensador y el pin añade inductancia parásita, y esa inductancia — no la capacidad nominal del condensador — suele ser lo que limita su respuesta a las frecuencias que el desacoplo debe corregir. La regla práctica: colócalo tan cerca del pin como permita la huella, con el camino más corto posible, idealmente una vía dedicada directa, hasta el plano de tierra.
| Situación / tema | Valor(es) típico(s) | Ubicación | Por qué importa |
|---|---|---|---|
| CI lógico estándar / puerta (p. ej., 74xx, CMOS simple) | Cerámico de 100 nF (0.1 µF), X7R | Directamente sobre el pin de alimentación, con la pista y la vía más cortas posibles al plano de tierra | El condensador de bypass por defecto para casi cualquier CI digital; atiende los transitorios de conmutación rápidos |
| Pin(es) VDD del microcontrolador | Cerámico de 100 nF por cada pin VDD | Un condensador por cada pin VDD físico, justo en ese pin — no compartido entre pines | Las piezas con varios pines VDD suelen necesitar un condensador por pin; sigue el diagrama de desacoplo de la propia hoja de datos en vez de suponer |
| Raíl del núcleo del MCU/SoC (separado de la alimentación de E/S) | 100 nF, a veces más 1 µF — el valor varía según la pieza, consulta la hoja de datos | En el pin dedicado a la alimentación del núcleo, tan cerca como permita el encapsulado | Los raíles de la lógica del núcleo suelen ser más ruidosos y de menor tensión que los de E/S; los fabricantes suelen especificar una red de desacoplo exacta, así que no adivines |
| Pin de alimentación de módulo RF (BLE / Wi-Fi / LoRa) | 100 nF, a veces con un condensador de menor valor (unos pocos nF) al lado | Pegado al pin, trazado lejos de la zona de exclusión de la antena | Las etapas RF son sensibles al ruido de alimentación; sigue el layout de referencia del módulo en vez de improvisar |
| Condensador de reserva para un pequeño grupo de CI | Cerámico de 1-10 µF (X5R/X7R) o tántalo | Uno cada pocos CI, o donde la alimentación entra en una sección de la placa | Repone la carga que gastaron los pequeños condensadores de 100 nF; responde a variaciones de corriente más lentas que los condensadores de pin |
| Condensador de reserva a la salida de un regulador | 10-100 µF — electrolítico, de polímero o cerámico grande según el regulador | Inmediatamente en el pin de salida del regulador | También forma parte de la red de estabilidad/compensación del regulador — usa el valor, tipo y rango de ESR que indica la hoja de datos del regulador, no sustituyas a la ligera |
| Pin de alimentación de CI analógico / amp. op. | Cerámico de 100 nF cerca del pin, a veces con un condensador de reserva de 1-10 µF cerca | Justo en el pin; mantén separados el desacoplo/tierra analógico y digital cuando el diseño tenga ambos | Las etapas analógicas son más sensibles al ruido de alimentación acoplado que la lógica digital simple |
| Pieza con muchos pines (FPGA, SoC, BGA denso) | Muchos condensadores de valores mixtos (p. ej. 100 nF y 1 µF, a veces también valores menores) | Un condensador por cada vía de escape de pin de alimentación, repartidos bajo la huella en vez de agrupados en un lado | Un solo valor no cubre el amplio rango de frecuencias que exigen estas piezas; sigue la nota de aplicación de alimentación/desacoplo del fabricante |
| Cuándo usar dos valores en paralelo | p. ej., 100 nF + 1 µF, o 100 nF + 10 µF | El valor menor lo más cerca del pin, el mayor puede ir algo más lejos | Amplía el rango de frecuencias de baja impedancia; separa los valores aproximadamente una década para que su pico de resonancia en paralelo sea pequeño y lejos de donde importa |
| Elección del dieléctrico cerámico | X7R para desacoplo general; C0G/NP0 para analógica de precisión/RF; evita Y5V/Z5U para desacoplo | Las mismas reglas de colocación se aplican sea cual sea el dieléctrico | X7R se mantiene razonablemente estable con la tensión y la temperatura; la capacidad de Y5V/Z5U puede desplomarse con polarización — vale para algunos filtrados, mal para un pin de alimentación |
| Geometría de pista/vía | Se aplica a cualquier condensador de desacoplo, no a un valor concreto | El tramo pad-vía más corto posible; la vía baja directamente a la capa del plano de tierra en vez de desviarse primero | A estas frecuencias, la inductancia del lazo debida a la geometría de montaje suele importar más que el valor nominal del propio condensador |
| Tamaño de encapsulado (0402, 0603, 0805…) | Se prefiere 0402 o menor para desacoplo de alta velocidad si el montaje lo permite; 0603/0805 son comunes en placas de aficionado o montadas a mano | Igual que cualquier condensador de desacoplo — tan cerca del pin como permita la huella | Los encapsulados más pequeños tienen menos inductancia parásita (ESL) para la misma capacidad, lo que importa más a medida que sube la velocidad de conmutación |
El valor impreso de un condensador es un punto de partida, no un dogma: los cerámicos pequeños pierden una parte real de su capacidad nominal al aplicar polarización DC y temperatura, así que en un diseño ajustado consulta la curva de reducción por polarización DC del fabricante en vez del número nominal de la hoja de datos. Y más condensadores no es automáticamente mejor — apilar valores demasiado próximos (o demasiado separados sin nada en medio) puede crear una resonancia en paralelo donde la impedancia combinada sube brevemente en vez de bajar; una pareja separada aproximadamente una década (100 nF + 1 µF, no 100 nF + 100 µF justo al lado) evita esa trampa.
