电流的回流路径

电流永远是闭合的，从哪里来，就要回到哪里去，不管是电流或者位移电流的形式。

所以，当电流从一个器件出来的时候，它必然会找一个路径回去。让它从哪回去，或者它会从哪回去，就是PCB设计中需要考虑的一个问题。

比如，前阵子在文章中，看到这样一个规范：

同一方向供电路径采用从大信号到小信号的路径进行供电，这样可以减小大信号回路对小信号回路的影响。

我的理解，如我在上图标注的红绿曲线，主要就是因为电流回流路径的问题，从大到小的供电路径使得大信号的回流路径直接就回去了，而不会经过小信号的下方。

电流回去的路径，永远是找最小阻抗(impedance)路径。

阻抗的表达式Z=R+jwL，所以当频率为DC时，寻找R最小的路径；当频率升高时，则寻找电感最小的路径。

假设有一两层板，器件焊在top面，也就是电流源在top面，驱动一单端微带线，微带线的另一端接一电阻通过via2到地，同时，电流源的参考管脚(return lead)也通过via1到地。文献，对下图进行仿真。

得到仿真结果如下图。

可以看到：

在频率1KHz的时候，R在阻抗中占主导，电流的回流路径还是想寻找R最小路径。铜皮的电阻R跟它的长度L、电阻率ρ成正比，跟它的横截面积S成反比，即R=ρL/S，所以，回流路径就会找L最短，S最窄的路径。

当频率升高时，wL开始占主导，所以电流开始寻找电抗最小路径。而路径的电抗与电流路径形成的环的面积成正比。所以，电流的回流路径就聚集在微带线的下方。

文献：ELYA B.JOFFE,Kai-Sang Lock,Grounds for grounding:A circuit-to-system Handbook