旁路电容的使用和选择

简介

旁路电容常见于电子设备的功能电路。大多数工程师都知道要对系统、电路甚至每个芯片进行旁路。很多时候我们选择旁路电容是根据过往的设计经验而没有针对具体电路进行优化。本应用指南旨在对看似简单的旁路电容的设计思路进行探讨。在分析为什么要使用旁路电容之后，我们会介绍有关电容基础知识、等效电路、电介质所用材料和电容类型。

接下来对旁路电容的主要功能和使用场合进行区分。与仅工作在高频的电路不同，会产生大尖峰电流的电路有不同的旁路需求。另外还会讨论一些有针对性的问题，如,运用多个旁路电容以及电路板布局的重要性。

最后，我们给出了四个具体的示例。这四个例子涉及了高、低电流和高、低频率。

为什么要使用旁路电容

我们用万用电路板搭建一个理想配置电路时，经常会遇到电路运行不稳定或者根本就不能运行的情况（见图1）。来自电源、内部IC 电路或邻近IC 的噪声可能被耦合进电路。连接导线和电路连接起到了天线的作用而电源电压产生变化，电流随之不稳定。

图2所示为通过示波器所观察到的电源引脚上的信号波形。

.

图2. 示波器所观察到的同相放大器直流电源引脚的波形

我们可以看到，直流电压附近有很多高频噪音(约10mV P-P ) 。此外，还有之前提到的幅度超出50mVr 的周期性电压脉冲。因假定电源为稳定值（恒定为直流电压），那么任何干扰都将被直接耦合到电路并可能因此导致电路不稳定。

电源的第一道抗噪防线是旁路电容。通过储存电荷并在有电压尖峰产生时放电，旁路电容消除了电源电压的波动。旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道，在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。 要选择最合适的旁路电容，我们要先回答四个问题： 1、需要多大容值的旁路电容

2、如何放置旁路电容以使其产生最大功效

3、要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态， 应选择何种类型的旁路电容？

4、第四个问题有点隐蔽性----所用旁路电容采用什么样的封装最合适？（这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。）

其中第二个问题最容易回答，旁边电容应尽可能靠近每个芯片电源引脚来放置。距离电源引脚越远就等同于增加串联电感，这样会降低旁路电容的自谐振频率（使有效带宽降低）。

图1. 同相放大器实验电路板(A V =2)

应用指南 1325

图3. 带旁路电容的同相放大器之实验电路板

图 4. 图3中所示为同相放大器的输出信号波形。上图为没有配置旁路电容的电路输出波形、下图配置有旁路电容的电路输出波形旁路电容对稳定同相放大器输出信号的效果如图4所示。

要对旁路电容的的布局和布线做进一步的改进将涉及到印制电路板设计的讨论---下一个我们将做深入探讨的话题。

另外三个问题(选择电容容值、类型和封装)是本次讨论的重点。我们首先回顾有关电容的基础知识再地这些问题进行详细深入的讨论.

电容基础知识

对电容的经典定义是：电容由两导电极板间加电介材料组成。随着电荷在极板上堆积,形成穿越介电材料的电场。在两极板间形成一定电势差所需要的电荷量，叫做电容器的电容，单位为法拉。电容也可利用图5中的公式1，由极板的几何尺寸和电介质的品质参数求得。电

容容值随着极板面积的增大而增大（因为极板面积越大就可以储存更多的电荷）。极板间的距离表片征了极板上电荷的相互吸引程度。若增加两极板间的距离，则相互作用减弱，电容容值也随之下降。图5中的公式2也反应了这一层关系。

最后一个基本公式涉及到电流。电流被定义为电荷的移动（图5，公式3）。因此，只有当电压（极板间的电势差）发生变化时，才会有电荷的移动。也就是说，如果电压恒定不变，那么形成电压的电荷肯定也没有变化；因此也不会有电流产生。

总之，电容的容量与其储存电荷的能力直接相关。电容容值的第二个决定性因素是介电材料的品质。

电介质

介电物质指是位于形成电容器的两导电极板间的材

料。介电材料具有高阻抗并且不允许有明显的电流从

一个极板流向另一个极板。用做电介质的不同材料，

其温度稳定性、击穿电压和损耗系数也不同。表1中给

出了常见的介电材料及其介电常数（ε），ε与电容

的容值直接相关，见图5中的公式1。

应用指南 1325

等效电路模型表 1.介电材料及其介电常数在了解电容器的结构之后，接下来创建一个用于仿真的等Array效电路模型。电容器的等效电路模型如图6所示。等效电路

中的主要元器件为电容，与之并联的漏电阻代表了介电材

料所导致的损耗。与这组并联电容和电阻串联的是另一个

电阻和一个电感。这两个值（ESR和ESL）代表了全部电容

结构与DC和频率相关的损耗、连接至印制电路板的焊点和

将电容器至集成电路和电源的走线所产生的损耗。再次强

调，电容器类型和结构将表征这些寄生元器件的值。

图 6. 等效电路模型及元器件描述

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表2. 常见电容器及比较

前面提到过，电容器所用材料和结构将决定其特性，如寄生参数、温度稳定性、最大电压、线性、成本和尺寸。表2对最常见的表面贴着封装电容器进行了总结。

价格便宜、容值范围宽、性能稳定可靠的陶瓷电容是最常见的一类电容。钽电容、Oscan以及铝电解电容都是有极性电容，特别适合作为旁路电容。钽电容适用于低电压系统。铝电解电容被低频到中频系统广泛采用，但不适合开关电路(这种电容的电荷保持性能太好了，不适合周期快速的生产测试)。Oscan是一种特殊的电容，它的寄生参数小、频率范围宽、温度范围广、品质最好，价钱也最高。如果你有足够预算，这种电容可为任何电路提供高品质的旁路们主要用于滤波器设计而不是旁路。由于陶瓷电容被最广泛地作为旁路电容，讨论一下如何进行选购将是很有必要的。和所期望的那样，陶瓷电容具有宽范围的容值和各种封装。对其各种参数做进一步选择，才能确定电容器的最终价格。见表3的示例。在最新的材料清单中，电容被标志为‘X7R’。这里，X和7标志着最宽的温度范围。最后一个字母R代表电容在整个温度范围上的容差。该例中，电容在整个温度范围上的变化量仅为15%。使用温度范围宽和严格的容差意味着该电容器的价格也很高。

表3.陶瓷片电容选项的分类

选择旁路电容的封装

在电介质材料、电介质品质、温度范围、可接受漏电流和电压范围都满足要求后，最后就剩下选择封装尺寸了。通常，封装尺寸的选择依据是：‘上次用的是什么’，或者是否足够大到适合手工焊接(如果是原型设计)。

需要记住的是，等效电路会随不同的封装类型而改变。其中主要的是等效串联电感(ESL)。很显然，只要电容结构保持不变，其电容值也会保持不变。若同一电容采用多种不同封装类型，那么极板间的连接和外层封装间的连接必定改变。这会带来额外的串联电阻和电感。封装越小，串联寄生参数就越小。为了证实这一趋势，请参见表4。正如所预期的，等效串联电感将随着封装尺寸的减小而不断缩减。特别注意图7中的1206和0612例子。尽管他们的占位面积相同，1206的焊接点在两端，而0612的焊接点在两个长边。这只是方向上的简单变化，却使封装的内部连接小了许多。令人欣喜的是，ESL降低了95%。在高频宽电路中，串联电感值决定了旁路电路为电源接脚提供低阻抗的能力上限。有关这点将在下节中进一步介绍。

确定旁路电容容值

通常旁路电容的值都是依惯例或典型值来选取的。例如，常用的容值是1μF和0.1μF。简单的说，将大电容作为低频和大电流电路的旁路，而小电容作为高频旁路。采用多个电容源于与实际电容相关的寄生参数。图8为一个实际电容的阻抗特性。表 4. 表面贴着封装和其等效串联电感

封装ESL (pH)

0201400

0402550

0603700

0805800

12061250

061263

图7.1206和0612两种表面黏着封装例子

坐标轴上没有具体数据，其数值可以透过缩放适合任何电容。曲线的左半部份代表传统(和理想的)电容响应：电容的阻抗随着频率的增加而降低。这正是我们所想要的特性，这样旁路电容为电源线上的交流信号提供了一个低阻抗回路(等效短路)。左边曲线的负斜率为常数，但其横向位置取决于电容的大小。例如,当电容增大时，曲线的左半部份将向低频方向(向坐标轴左侧)移动。

电容封装中的任何电感都将引起正斜率，如图中的右半部份所示。在这一频率范围内，电感先被抵销，然后又主导电容的低阻抗。由于阻抗与旁路电容的大小和构造有关，频率响应也因此与这些因素有关。

因此,设计人员需要仔细阅读数据手册，确保可以选购到合适的旁路电容封装，这种封装应能在你所设计系统的工作频率下提供低阻抗性能。请记住，表4所列的ESL范围为几百pH。只有当系统频率大于100MHz时对阻抗的影响才会越来越大。

图8 实际电容(非理想状态)的阻抗

图10 三个电容的阻抗,采用相同的表面贴着封装高频宽系统的旁路

在一些宽频系统中，只用单电容旁路是不够的。因为有多个频率耦合到电源线路，旁路网路必须为很宽范围的频率提供低阻抗。由于阻抗曲线的斜率具有实体限制，既有负的也有正的，故需要并联多个电容。

当然，在为每个电容选择封装类型时必须谨慎。通常BOM 表中会规定所有的无源元器件都要选用相同的尺寸，如都用0805电容。图10为三只电容并联后的阻抗与频率关系。

由于每只电容采用相同的封装，故它们的高频响应相同。于是，这就否定了更小电容的采用！相反，封装尺寸应该随同电容值一起微缩，见图5。

当然，上述细节暗示着必须对旁路电容的布局予以密切关注。任何走线长度的增加都将导致旁路通道的阻抗增加。每条走线都使得电感增加，走线越长，旁路通道的有用频率就越低(相当于将图8中的曲线左移)。因此，旁路电容必须尽可能地靠近电源接脚。电容的另一端需要通过过孔或者宽地线连接到地，以保持低阻抗。

图9采用不同表面贴着封装的实际电容(非理想状态)的阻抗

图11 三个电容的阻抗,不同表面贴着封装

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旁边电容应用示例

我们已经对设计最佳退耦网络所涉及的主要问题进行了分析探讨。但是，每个具体电路和系统的具体要求也不同。即使是最好的工程师

,在实际的设计过程中要进行取舍也常常会觉得头痛。因此,接下我们给出了四个不同的应用实例。这四个例子被选作低电流/低频、低电流/高频、高电流/低频和高电流/高频系统,如表5所示。

表 5.应用实例中旁路电容的选择

再有,为了消除高频耦合，晶振(X1)应尽可能靠近器件放置。如果不将这些走线最小化，那么就需要增加额外的旁路电容来消除被耦合进的干扰信号。

图13. ISL12026的建议布局

示例 1 (低电流/低频):带EEPROM 的实时钟表

首先看第一个示例的方框图，图12中有ISL12026出现。这一系统有3个要求特别注意旁路的分开的区域。请注意的是，我们在讨论时假定使用的8引脚SOIC 封装。

第一个要旁路的是EEPROM 程序阵列。为了处理编程脉冲，应在电源引脚（SOIC 的第8号引脚）处并联放置两个电容。首先，用一个小电容(建议容值为0.01uF)来处理数字暂态过压。然后，用一个大电容(建议容值为1uF)来补偿电源的电流下降。这两个电容必须并联地放置在电源节点和地之间。

最小化

图14.

考虑到晶振放置后的ISL12026建议布局

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该器件允许使用备份电池。设计有可切换的线路电源和电池以支持这一特性。切换过程中，在两个电源同时与器件相连的时候，会产生电源叠加，这一电源叠加会导致暂态过电压。增加一个0. 1uF的电容与电池并联，可将过压控制到最低。

示例2 (低电流/高频): 基准电压源

第二个示例的方框图，采用ISL60002来提供电压参

考。尽管基准电压源通常被视作低频器件。但他们必

须在其所工作的系统的整个宽带范围内旁路。图15所

示为ISL60002电压参考调节某高速ADC的电源。

在本示例中（图15），电压调节器的输入被之前在“选择旁路电容容值”这一章节中所讨论的两个标准电容旁路。调节器的输出也被旁路以给ADC提供一个低阻抗电源。

若ADC（或其它负载）有一个大的输入电容，则可能需要增加一个R-C来吸收暂态过压和降低寄生振荡（图16）。示例3 (高电流/低频): DC/DC转换器

图17所示为简化的DC/DC转换器方框图。一个脉冲宽度调制控制开关通过大电感控制电流以产生所需要的输出电压。

若只考虑一个转换状态，则可以将这一DC/DC转换器电路进一步简化（图18）。

通常，更关心如何选择电感。电容的质量通常被视作理所当然。将图18中所示的电路扩展包括电容的寄生元器件（图19

）。

图15 电压调节器和ADC方框图

图16. 用大电容负截旁路的电压调节器图17. D C/D C转换器简化方框图

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? -------

(EQ

因为有大电流通过，寄生器件的效果会更加明显。总结如公式4所示:

电压输出将和与电容器C o 相关的寄生阻抗（ESR ）和寄生电感（ESL ）的大小成波纹比例。表2中所提供的信息可供设计人员选择可使其DC/DC 转换器工作在最佳状态的电容器。

当然，和电压调节器示例一样，这一电路也需要在输入端和输出端进行旁路。电路板布局十分关键，多个器件通常族拥在电源两端。

示例4 :(高电流/高频率)DSL 放大器

DSL 放大器必须处理用于驱动高速通信线路所必需的大电流。在本示例中，有许多相同的技术反复出现。再次指出, 对放大器进行旁路时，旁路电容应尽可能接近电源引脚。旁路通道中任何其它的额外阻抗（ESR ）将降低品质因数(Q)。同样，任何额外的串联电感将会使自谐振频率跌落到系统的带宽内。注意，不仅只有电容会产生ESR 和ESL ，走线和通孔会也产生ESR 和ESL 。

如示例2所示,通常采用至少两个并联的旁路电容。这两个电容位于电源的正极和负极。容值小一些的电容采用小一些的封装，其所在的位置更接近设备。图20中可见ISL1557的旁路电容C 1～C 4。

当电路工作在高频时，必须再增加第三个电容（大小和容值都要比另外两个电容要小）。这一个最小的电容必须最靠近电源引脚以将寄生参数最小化。随着电容体积的增大，他们各自和电源引脚的距离也随之增加。

许多设计人员喜欢给旁路电容增加一个串联阻抗来降低旁路网络的品质因数(Q)。采用简单的2-电容旁路网络的效果见图21和图22。

增加一个串联电阻的确会将旁路网络的阻抗-频率响应曲线变平坦，但是不会降低任何频率点的整体阻抗。除非是平坦频率响应，否则不推荐采用。

图18. 采用1个开关配置的有源DC/DC 转换器

图19. 带寄生电容的DC/DC 转换器简化电路

图20. 高速放大器的布线路（对旁路电容的放置

做了标识）

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图 22. 两个并联分级电容的频率响应。其中一个电容与一个增加电阻串联

总结

本应用指南介绍并概括了旁路电容和旁路技术。有两点需要特别强调:大电流和高频率的情况。必须选择合适的旁路电容以处理不同速度和大小的瞬变。应尽量减小寄生参数。有很多典型的新产品具备这一功能(例如OSCON 和X2Y)。但是,

最常

用的解决方案是采用多层陶瓷片电容。 不管采用哪种电容,电路布局对确保旁路质量而言十分关键。旁路电容必须放置在尽可能靠近IC 引脚的地方，以尽可能地减小附加的ESR 和ESL 。 最后,我们讨论了一些具体的应用实例。这些具体的例子有助于我们深入实际应用。最后表6中提供了一些资源,它将一些其它我们常用的电路分类到了电流/频率矩阵中。请采用本应用指南来解决旁路的主要问题,并安全且地设计出更好的旁路网络。 表6. 有相同电流和频率问题的其它应用电路

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滤波电容、去耦电容、旁路电容的作用

滤波电容、去耦电容、旁路电容作用 滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1）去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰，干扰的进入方式是通过电磁辐射。数字,集成电路,IC,FAQ,Design compiler,数字信号处理,滤波器,DSP,VCS,NC,coverage,覆盖率,modelsim,unix,c,verilog,hdl,VHDL,IP,STA,vera,验证,primetime,FIFO,SDRAM,SRAM,IIR,FIR,DPLL L a O(i_ P e 而实际上，芯片附近的电容还有蓄能的作用，这是第二位的。 你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水， 这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了， 等水过来，我们已经渴的不行了。Digital IC Designer's forum:h X,t

py7A(r4QF 实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer 的作用。 如果微观来看，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，而且频率很高，L x!H\D"P/} 而器件VCC到总电源有一段距离，即便距离不长，在频率很高的情况下，:`&y"S$O(S9WV5s%^"L 阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，数字,集成电路,IC,FAQ,Design compiler,数字信号处理,滤波器,DSP,VCS,NC,coverage,覆盖率,modelsim,unix,c,verilog,hdl,VHDL,IP,STA,vera,验证,primetime,FIFO,SDRAM,SRAM,IIR,FIR,DPLL2G K v{I;N,J(R x 会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。数字,集成电路,IC,FAQ,Design compiler,数字信号处理,滤波器,DSP,VCS,NC,coverage,覆盖率,modelsim,unix,c,verilog,hdl,VHDL,IP,STA,vera,验证,primetime,FIFO,SDRAM,SRAM,IIR,FIR,DPLL1q Q&\6g i*V7o n O 而去耦电容可以弥补此不足。 这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一

电容的基本知识

电容 一、电容的应用： （一）电容在电源上的主要用途：去耦、旁路和储能。（二）电容的使用可以解决很多EMC问题。 二、电容分类 （一）按材质分 1.铝质电解电容 通常是在绝缘薄层之间以螺旋状绕缠金属箔而制成，这样可以在电位体积内得到较大的电容值，但也使得该部分的内部感抗增加。 2.钽电容 由一块带直板和引脚连接点的绝缘体制成，其内部感抗低于铝电解电容。 3.陶瓷电容 结构是在陶瓷绝缘体中包含多个平行的金属片。其主要寄生为片结构的感抗，并且低于MHz的区域造成阻抗。应用描述： 铝质电解电容和钽电解电容适用于低频终端，主要是存储器和低频滤波器领域。在中频范围内（从KHz到MHz），陶质电容比较适合,常用于去耦电路和高频滤波.特殊的低损耗陶质电容和云母电容适合月甚高频应用和微波电路。 为了得到最好的EMC特性，电容具有低的ESR（等效串联电阻）值是很重要的，因为它会对信号造成大的衰减，特别是在应用频率接近电容谐振频率场合 （二）按作用分类 1.旁路电容 电源的第一道抗噪防线是旁路电容。主要是通过产生AC旁路，消除不想要的RF能量，避免干扰敏感电路。 通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电，旁路电容消除了电源电压的波动。旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道，在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。要选择最合适的旁路电容，我们要先回答四个问题：（1）需要多大容值的旁路电容 （2）如何放置旁路电容以使其产生最大功效 （3）要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态，应选择何种类型的旁路电容？ （4）隐含的第四个问题----所用旁路电容采用什么样的封装最合适？（这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。）其中第二个问题最容易回答，旁边电容应尽可能靠近每个芯片电源引脚来放置。距离电源引脚越远就等同于增加串联电感，这样会降低旁路电容的自谐振频率（使有效带宽降低）。

电容讲解知识

电容详细讲解 电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面。用C表示电容，电容单位有法拉（F）、微法拉（uF)、皮法拉（pF),1F=10^6uF=10^12pF U8P,V9n k1A 一、电容器的型号命名方法 c d n2@$[ o q3x(@/^ 国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。a"y O D+u ? k6N(H 第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。 l*[ R U/c W8Y lGuest第二部分：材料，用字母表示。R b8I `6X:i!A+? 第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。 &O T W;g;f5E-x L*s4|Guest第四部分：序号，用数字表示。J1h+}1m rGuest用字母表示产品的材料：A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介[&{6S(Z"r:`)P C O V$h&U e6F3E-@Guest二、电容器的分类

W"D K#u _4Y sGuest1、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。 j r-E E5a | G D#s SGuest2、按电解质分类有：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介3O y H-b h d 质电容器等。 2d&C7K g6c.k X!rGuest3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型.u s3o E m)K ` ` ^ H 电容器。1l N} [ w&E 4、频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容q [ R;H(F:B2Y 器。 %k5? T*\ @ t {Guest5、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。4M { J K,p.?c S 6、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。:k x3o ` I'E g 7、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。 C7v N#\"y9s#L4S*YGuest8、高频耦合：陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。Y D"^ x6J O Y O

旁路电容使用和选择

简介 旁路电容常见于电子设备的每个工作部分。大多数工程师都知道要对系统、电路甚至每个芯片进行旁路。很多时候我们选择旁路电容是根据过往的设计经验而没有针对具体电路进行优化。本应用指南旨在对看似简单的旁路电容的设计思路进行探讨。在分析为什么要使用旁路电容之后，我们会介绍有关电容基础知识、等效电路、电介质所用材料和电容类型。 接下来对旁路电容的主要功能和使用场合进行区分。与仅工作在高频的电路不同，会产生大尖峰电流的电路有不同的旁路需求。另外还会讨论一些有针对性的问题，如,运用多个旁路电容以及电路板布局的重要性。 最后，我们给出了四个具体的示例。这四个例子涉及了高、低电流和高、低频率。 为什么要使用旁路电容 非常常见（和相当令人痛心）的是用面包板搭建一个理想配置电路时，经常会遇到电路运行不稳定或者根本就不能运行的情况（见图1）。来自电源、内部IC 电路或邻近IC 的噪声可能被耦合进电路。连接导线和电路连接起到了天线的作用而电源电压产生变化，电流随之不稳定。 图2所示为通过示波器所观察到的电源引脚上的信号波形。 . 图2. 示波器所观察到的同相放大器直流电源引脚的波形 我们可以看到，直流电压附近有很多高频噪音(约10mV P-P ) 。此外，还有之前提到的幅度超出50mVr 的周期性电压脉冲。因假定电源为稳定值（恒定为直流电压），那么任何干扰都将被直接耦合到电路并可能因此导致电路不稳定。 电源的第一道抗噪防线是旁路电容。通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电，旁路电容消除了电源电压的波动。旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道，在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。 要选择最合适的旁路电容，我们要先回答四个问题： 1、需要多大容值的旁路电容 2、如何放置旁路电容以使其产生最大功效 3、要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态， 应选择何种类型的旁路电容？ 4、隐含的第四个问题----所用旁路电容采用什么样的封装最合适？（这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。） 其中第二个问题最容易回答，旁边电容应尽可能靠近每个芯片电源引脚来放置。距离电源引脚越远就等同于增加串联电感，这样会降低旁路电容的自谐振频率（使有效带宽降低）。 图1. 同相放大器实验电路板(A V =2) 1 注：这类器件对静电放电比较敏感；请遵守正确的IC 操作规程。 1-888-INTERSIL 或1-888-468-3774|Intersil (和设计)是Intersil Americas Inc 的注册商标。 版权 ? Intersil Americas Inc . 2008，本公司保留一切权利。 文中提到的所有其它商标均归其持有者个人所有。

电容基础知识文档

北京星河亮点通信软件有限责任公司 电容基础知识 部门：硬件部 文件编号：- - 文件版本：V1.0 总页数：共21页 编制人：富蔓 审核人： 批准人： 会签人： 发布日期：实施日期：

1电容器的种类 1.1简介 电容器简称电容，是一种能贮存电荷或电场能量的元件。它是电路种常用的电子元器件之一，具有充、放电的特点，能够实现通交流、隔直流，因此，常用于隔直流、耦合、旁路、滤波、去耦、移相、谐振回路调谐、波形变换和能量转换等电路中。 电容器的种类繁多，按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种，电容的性能、外部结构和用途在很大程度上取决于其所用的电介质，因此按介质材料是常见的电容分类方法，大致可以分为以下几类：有机介质、无机介质、气体介质、电解质。 1.2无机介质 1.2.1纸介电容 用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。 1.2.2金属化纸介电容 结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。 图1－1 纸介和金属化纸介电容 1.2.3油浸纸介电容 它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。

图1－2 油浸纸介电容 1.2.4云母电容 用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。 图1－3 云母电容 1.2.5玻璃釉电容 以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。 1.2.6陶瓷电容 用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。 图1－4 陶瓷电容 1.3有机介质 1.3.1涤纶薄膜电容（CL） 介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。

电容的作用

电容的作用 作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种： 1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用，下面分类详述之：1）旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。 2）去藕 去藕，又称解藕。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。 将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合电容一般比较大，是10uF或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。 旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 3）滤波 从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电

电解电容器基本知识试题.doc

深圳市青佺电子有限公司 电容器基本知识试卷 單位﹕ 姓名﹕ 分數﹕ 一﹑选择题（请把正确答案之序号填在前面之括号内）(答案每题不一定为一个/每题2.5分) （ ）1.本公司生产之电容器为﹕ A.铝质电容器 B.铝质电解电容器 C.电容 D.电解电容器 （ ）2.电容器能贮存（ ） A.电荷 B.能量 C.质量 D.负荷 （ ）3.表征电容器贮存电量之能力﹐称为此电容器之 A.容量 B.能量 C.质量 D.电荷 （ ）其一般表示单位为﹕ A. 法拉第（F ） B. 法拉（F ） C.安培 D.伏特 （ ）4.电路中表征电解电容器之组件符号﹕ A. B. C. D. （ ）5.本公司生产之电容器﹐其正箔由( )组成 A.铝箔且表面有一曾致密的氧化膜 B.铁箔 C.两者皆可 （ ）6.电容器真正之负极为﹕（ ） A.导针 B.铝箔 C.电解液 D.电解纸 （ ）7.本公司生产之电容器之构造: A.电解液 电解纸 正负导针 正负铝箔 B.电解液 电解纸 铝壳 胶盖 胶管 C. E/L 电解液 铝壳 胶盖 胶管 D. E/L 胶盖 胶管 铝壳 ( )8.正箔表面有一层氧化膜﹐它的作用是﹕ A.绝缘 B.非绝缘 C.导体 ( ) 9.电解纸之作用﹕ A.吸收电解液避免正负箔直接接触 B.隔绝正负箔 C.导电 ( ) 10.法拉第定律为﹕ A.d s C ∑= B. s d C ∑= C. s d c C ??= ( ) 11.电容器之电容量与两极间的相对面积成﹕ A.反比 B.正比 C.比例 （ ）13.电解电容器中两极间的距离指﹕ A.电解纸之厚度 B.氧化皮膜之厚度 C.电解纸与氧化皮膜厚度之和 （ ）14.电解电容器之三大特性分别为﹕ A.静电容量 损失角 泄漏电流 B.阻抗 静电容量 泄漏电流 C.静电容量 损失角 阻抗 （ ）15. 计算损失角之公式为（低频下）﹕ A.DF=fCR π2 B.DF=fCV π2 C.DF= CR π2 （ ）16.漏电流之单位﹕ A.V B. μA C.?

耦合电容、滤波电容、去耦电容、旁路电容

耦合电容器主要的作用是隔离直流信号。电容的阻抗和信号的频率成反比，信号的频率越高，衰减越小。理论上，对于直流信号的阻抗是无穷大。很多场合需要放大的是交流信号，所以，会用耦合电容去掉信号中的直流部分。 滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。 旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1）去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰，干扰的进入方式是通过电磁辐射。 而实际上，芯片附近的电容还有蓄能的作用，这是第二位的。你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水， 这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了，等水过来，我们已经渴的不行了。 实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，而且频率很高，而器件VCC到总电源有一段距离，即便距离不长，在频率很高的情况下， 阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。 而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一 （在vcc引脚上通常并联一个去藕电容，这样交流分量就从这个电容接地。） 2）有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地 2.旁路电容和去耦电容的区别 去耦：去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量 。去耦电容还可以为器件提供局部化的DC电压源，它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。旁路：从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分，另外还可以提供基带滤波功能（带宽受限）。 我们经常可以看到，在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用： 一是作为本集成电路的蓄能电容； 二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路； 三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。 在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。 去耦 在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中，当电路从一个状态转换为另一种状态时，就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。

电容器基本常识

电容器基本常识

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電容器基本常識 一﹑電容器的基本構造﹕ 在正負兩極間加入介質（絕緣材料）乃是電容器的最基本構造﹒ 二﹑電容器的總類﹕ 1﹒含油紙質電容（Oil impregnated paper Capacitor） 以兩層以上的絕緣體當介質﹐在真空槽中含浸絕緣油﹐再予以封裝即可﹒ 2﹒金屬化紙電容（Metallized paper Capacitor） 3﹒聚乙酯膜電容（Polyester Film Capacitor） 4﹒金屬化聚乙酯膜電容（Metallized Polyester Film Capacitor）簡稱MPE 5﹒聚苯乙烯膜電容（Polystyrene Film Capacitor）簡稱P.S.Cap 6﹒聚丙烯膜電容（Polypropylene Film Capacitor）簡稱PP.Cap 7﹒金屬化聚丙烯膜電容（Metallized Polypropylene Film Capacitor）簡稱MPP Cap. 8﹒雲母電容（Mica Capacitor） 9﹒陶瓷電容（Ceramic Capacitor） 10﹒鋁電解電容（Aluminum Electrolytic Capacitor） 11﹒空氣電容（Air Capacitor） 12﹒聚碳酯電容（PC） 以上凡是金屬化膜電容器皆具有自我恢復作用和小型化的特色﹐自我恢復作用是經電壓瞬時破壞後﹐仍會恢復﹐不致短路﹐因其材料上蒸著之金屬物氣化蒸發飛散之

旁路电容和耦合电容详解讲解

关于旁路电容和耦合电容精讲从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载.如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作.这就是耦合. 去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰. 旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径.高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定. 旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源.这应该是他们的本质区别. 去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声.数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF.这个电容的分布电感的典型值是5μH.0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用.1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些.每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右.最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感.要使用钽电容或聚碳酸酯电容.去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz 取0.01μF. 分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数.一般是指在印制板或其他形态的电路形式,在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容.这种电容的容量很小,但可能对电路形成一定的影响.在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响,尤其是在工作频率很高的时候.也成为寄生电容,制造时一定会产生,只是大小的问题.布高速PCB时,过孔可以减少板层电容,但会增加电感. 分布电感是指在频率提高时,因导体自感而造成的阻抗增加.

电容器基本知识

電容器基本知識 一、定義：由兩金屬极板加以絕緣物質隔離所構成的可儲存電能的元件稱為電容器 二、代號：“C” 三、單位：法拉(F) 微法(uF) 納法(nF) 皮法(pF) 1F=106 uF =109nF=1012 pF 四、特性：通交流、阻直流 因電容由兩金屬片構成，中間有絕緣物，直流電無法流過電容，但通上交流電時，由於電容能充放電所致，所以能通上交流 五、作用：濾波、耦合交變信號、旁路等 六、電容的串聯、並聯計算 1.串聯電路中，總容量=1÷各電容容量倒數之和 例： 2.並聯電路中，總容量=各電容容量之和 例： 七、電容的標示： 1.直標法：直接表示容量、單位、工作電壓等。如1uF/50V 2.代表法：用數字、字母、符號表示容量、單位、工作電壓等 如：“104”表示容量為“100000pF” “Z”表示容量誤差“+80% -20%” “”表示工作電壓“50V” 八、電容的分類 1.按介質分四大類 1).有機介質電容器(極性介質與非極性介質，一般有真合介質、漆膜介質等)

2).無機介質電容器(雲母電容器、陶瓷電容器、波璃釉電容器 3).電解電容器(以電化學方式形式氧化膜作介質，如鋁Al2O3鉭Ta2O5) 4).氣體介質電容器(真空、空氣、充氣、氣膜復合) 2.按結構分四大類 1).固定電容器 2).可變電容器 3).微調電容器(半可變電容器) 4).電解電容器 3.按用途分 1).按電壓分低壓電容器、高壓電容器 2).按使用頻率分低頻電容器(50周/秒或60周/秒)和高頻電容器(100K周/秒) 3).按電路功能分：隔直流、旁路、藕合、抗干擾(X2)、儲能、溫度補償等 九、我司主要使用之電容： 1).電解電容 2).陶瓷電容(包括Y電容與積層電容、SMD電容) 3).塑膠薄膜電容(包括金屬薄膜電容器、X2電容器、嘜拉電容器) 電解電容(E/C) 一、概述 電解電容的構造是由陽箔、陰箔、電解紙、電解液之結合而成的，陽箔經化成後含有一高介電常數三氧化鋁膜(Al2O3)，此氧化膜當作陽箔與陰箔間的絕緣層，氧化膜的厚度即為箔間之距離(d)，此厚度可由化成來加以控制，由於氧化膜的介電常數高且厚度薄，故電解電容器的容量較其他電容高。電解電容的實值陽极是氧化膜接觸之電解液，而陰箔只是將電流傳屋電解液而已，電解紙是用來幫助電解液及避免陽箔、陰箔直接接觸因磨擦而使氧化膜磨損。 即電解電容器是高純度之鋁金屬為陽极，以陽极氧化所開氧化膜作為電介質，以液體電解液為電解質，另與陰极鋁箔所構成之電容器。

电容电阻常识

电容电阻常识 电容电阻常识 一、电阻 1·电阻的认识：各种材料的物体对通过它的电流呈现一定的阻力，这种阻碍电流的作用叫电阻。具有一定的阻值，一定的几何形状，一定的技术性能的在电路中起电阻作用的电子组件叫叫阻器，即通常所称的电阻。电阻R在数值上等于加在电阻上的电压U通过的电流I的比值，即 R=U/I。 2·种类： a 按制作材料可分为：碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和水泥电阻等。其中常用的为碳膜电阻，而水泥电阻则常用于大功率电器中或用作负载。 b 按功率大小可为1/8w以下(Chip)1/8w、1/4w、1/2w、1w、2w等。 c 按阻值表示法又可分为数字表示法及色环表示法。 d 按阻值的精密度又可分为精密电阻(五环)和普通电阻(四环)。精密电阻通常在Z轴表中用“F”表示。 3·电阻的单位及换算： a 电阻的单位：我们常用的电阻单位为千欧(KΩ)

兆欧(MΩ)，电阻最基本的单位为欧姆(Ω) b 电阻的换算：1MΩ = 1000KΩ = 106Ω 1Ω = 10-3 KΩ = 10-6 MΩ 4·电阻的电路符号及字母表示： a 电路符号：我们常用的电路符号有两种：或 b 字母表示：R 5·电阻的作用：阻流和分压。 6. 电阻的阻值辨认：由于电阻阻值的表示法有数字表示法和色环表示法两种，因而电阻阻值的读数也有两种： a 数字表示法：此表示法常用于CHIP组件中。辨认时数字之前两位为有效数字，而第三位为倍率。例如：334表示：33×104Ω=330 KΩ 275表示： 27×105Ω=2.7 MΩ b.色环表示法： 第一、二环颜色：黑棕红橙黄绿蓝紫灰白 代码：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 第三环：100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 10-1 10-2 第四环：金：土5％银：土10％ （a）.以上为四环电阻的色环及表示相应的数字，其中第一、二环为有效数字，第三环为倍率，第四环为误差。 （b）.五环电阻表示方法：第一、二、三为有效数字，

为什么选择旁路电容很重要

为什么选择旁路电容很重要 设计人员在选择旁路电容，以及电容用于滤波器、积分器、时序电路和实际电容值非常重要的其他应用时，都必须考虑这些因素。若选择不当，则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大、产品生命周期缩短，以及产生不可预测的电路行为。 电容技术 电容具有各种尺寸、额定电压和其他特性，能够满足不同应用的具体要求。常用电介质材料包括油、纸、玻璃、空气、云母、聚合物薄膜和金属氧化物。每种电介质均具有特定属性，决定其是否适合特定的应用。 在电压调节器中，以下三大类电容通常用作电压输入和输出旁路电容：多层陶瓷电容、固态钽电解电容和铝电解电容。 多层陶瓷电容 多层陶瓷电容(MLCC)不仅尺寸小，而且将低ESR、低ESL和宽工作温度范围特性融于一体，可以说是旁路电容的首选。不过，这类电容也并非完美无缺。根据电介质材料不同，电容值会随着温度、直流偏置和交流信号电压动态变化。另外，电介质材料的压电特性可将振动或机械冲击转换为交流噪声电压。大多数情况下，此类噪声往往以微伏计，但在极端情况下，机械力可以产生毫伏级噪声。 电压控制振荡器(VCO)、锁相环(PLL)、RF功率放大器(PA)和其他模拟电路都对供电轨上的噪声非常敏感。在VCO和PLL中，此类噪声表现为相位噪声；在RF PA中，表现为幅度调制；而在超声、CT扫描以及处理低电平模拟信号的其他应用中，则表现为显示伪像。尽管陶瓷电容存在上述缺陷，但由于尺寸小且成本低，因此几乎在每种电子器件中都会用到。不过，当调节器用在噪声敏感的应用中时，设计人员必须仔细评估这些副作用。 固态钽电解电容 与陶瓷电容相比，固态钽电容对温度、偏置和振动效应的敏感度相对较低。新兴一种固态钽电容采用导电聚合物电解质，而非常见的二氧化锰电解质，其浪涌电流能力有所提高，而且无须电流限制电阻。此项技术的另一好处是ESR更低。固态钽电容的电容值可以相对

电容基本知识

产品说明 贴片电容产品规格说明及选用基本知识 电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料上分主要有：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容(即贴片电容或MLCC)、电解电容、钽电容等。我们将贴片电容选用时需要注意的事项和一些基本知识拿出来一起与大家探讨. 如何理解电容介质击穿强度 介质强度表征的是介质材料承受高强度电场作用而不被电击穿的能力，通常用伏特/密尔（V/mil）或伏特/厘米（V/cm）表示。 当外电场强度达到某一临界值时，材料晶体点阵中的电子克服电荷恢复力的束缚并出现场致电子发射，产生出足夠多的自由电子相互碰撞导致雪崩效应，进而导致突发击穿电流击穿介质，使其失效。除此之外，介质失效还有另一种模式，高压负荷下产生的热量会使介质材料的电阻率降低到某一程度，如果在这个程度上延续足夠长的时间，将会在介质最薄弱的部位上产生漏电流。这种模式与温 度密切相关，介质强度隨温度提高而下降。 任何绝缘体的本征介质强度都会因为材料微结构中物理缺陷的存在而出现下降，而且和绝缘电阻一样，介质强度也与几何尺寸密切相关。由于材料体积增大会导致缺陷隨机出現的概率增大，因此介 质强度反比于介质层厚度。类似地，介质强度反比于片式电容器內部电极层数和其物理尺寸。基於以上考虑，进行片式电容器留边量设计时需要确保在使用过程中和在进行耐压测试（一般为其工作 电压的2.5倍）時，不发生击穿失效。 如何理解绝缘电阻IR 绝缘电阻表征的是介质材料在直流偏压梯度下抵抗漏电流的能力。 绝缘体的原子结构中没有在外电场强度作用下能自由移动的电子。对于陶瓷介质，其电子被离子键和共价键牢牢束缚住，理论上几乎可以定义该材料的电阻率为无穷大。但是实际上绝缘体的电阻率 是有限，并非无穷大，这是因为材料原子晶体结构中存在的杂质和缺陷会导致电荷载流子的出现。 电容器的射频电流与功率 这篇文章主要是讨论多层陶瓷电容器的加载电流、功率损耗、工作电压和最大额定电压之间的关系。通过电容的最大电流主要是由最大额定电压和最大功率损耗限制的。电容的容值和工作频率又决 定了它们的限制是可调节。对于在固定频率下一个较低容值的电容或者是一个电容在较低的频率下工作，它们的最高电压极限一般都比最大功率损耗的极限到达快一些。 最大的额定电压决定于电容器的阻抗（Xc），就好像功率损耗决定于电阻的阻抗，或者叫做电容的等效电阻（ESR） Xc是由公式：Xc＝1/[2πFC]计算出来，这里的F是频率，单位是Hz；C是容量，单位是F。 在没有超出电容器的额定电压情况下，允许流过电容的最大电流峰值是这样计算出来的：I=Er/Xc这里的Er是电容器的额定电压，电流是峰值电流，单位是A。 流过电容的实际电流是这样计算出来：I=Ea/Xc，这里的Ea是应用电压或者是实际工作。 下面几个例子是讲解在固定的频率不同的电容器这些变数是怎样影响电压和电流的极限值。 例1：0.1pF，500V的电容器使用在1000MHZ的频率上： 等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(0.1x10－12)]＝1591ohms 电流峰值：I=500/1591=0.315Apeak或0.22Arms. 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。 例2：1.0pF,500V的电容器使用在1000MHZ的频率上： 等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(1.0x10－12)]＝159ohms 电流峰值：I=500/159=3.15Apeak或者2.2Arms 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。 例3：10pF,500V的电容器使用在1000MHZ的频率上： 等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(10x10－12)]＝15.9ohms 电流峰值：I=500/15.9=31.5Apeak或者22.2Arms 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。 结论：最大功率损耗值是在假设电容器的端头是一个无穷大的散热器情况下计算出来得。这时传导到空气中的热量是忽略的。一个10pF,500V的电容器工作在1000MHZ的频率，在功率极限下工作 的电流峰值是7A，平均电流大概是5Arms。在这种工作电流情况下，电容器的温度将会升到125℃。为了稳定地工作，它的实际最大工作电流是2Arms，如果端头的散热效果很好可以到达3Arms。 如何理解电容器的静电容量 A.电容量 电容器的基本特性是能够储存电荷（Q），而Q值与电容量（C）和外加电压（V）成正比。 Q=CV 因此充电电流被定义为： =dQ/dt=CdV/dt 当外加在电容器上的电压为1伏特，充电电流为1安培，充电时间为1秒时，我们将电容量定义为1法拉。 C=Q/V=库仑/伏特=法拉 由于法拉是一个很大的测量单位，在实际使用中很难达到，因此通常采用的是法拉的分数，即： 皮法（pF）=10-12F 纳法（nF）=10-9F 微法（mF）=10-6F B.电容量影响因素 对于任何给定的电压，单层电容器的电容量正比于器件的几何尺寸和介电常数： C=KA/f(t) K=介电常数 A=电极面积 t=介质层厚度 f=换算因子 在英制单位体系中，f=4.452，尺寸A和t的单位用英寸，电容量用皮法表示。单层电容器为例，电极面积1.0×1.0″，介质层厚度0.56″，介电常数2500， C=2500（1.0）（1.0）/4.452（0.56）=10027pF 如果采用公制体系，换算因子f=11.31，尺寸单位改为cm， C=2500（2.54）（2.54）/11.31（0.1422）=10028pF 正如前面讨论的电容量与几何尺寸关系，增大电极面积和减小介质层厚度均可获得更大的电容量。然而，对于单层电容器来说，无休止地增大电极面积或减小介质层厚度是不切实际的。因此，平行 列阵迭片电容器的概念被提出，用以制造具有更大比体积电容的完整器件。 在这种“多层”结构中，由于多层电极的平行排列以及在相对电极间的介质层非常薄，电极面积A得以大大增加，因此电容量C会随着因子N（介质层数）的增加和介质层厚度t’的减小而增大。这里A’指的是交迭电极的重合面积。 C=KA’N/4.452（t’） 以前在1.0×1.0×0.56″的单片电容器上所获得的容量，现在如果采用相同的介质材料，以厚度为0.001″的30层介质相迭加成尺寸仅为0.050×0.040×0.040″的多层元件即可获得（这里重合电极面积A’为0.030×0.020″）。 C=2500（0.030）（0.020）30/4.452（0.01）=10107pF 上面的实例表明在多层结构电容器尺寸相对于单层电容器小700倍的情况下仍能提供相同的电容量。因此通过优化几何尺寸，选择有很高介电常数和良好电性能（能在形成薄层结构后保持良好的绝 缘电阻和介质强度）的介质材料即可设计和制造出具有最大电容量体积系数的元件。 电容的型号命名 各国电容器的型号命名很不统一，国产电容器的命名由四部分组成： 第一部分：用字母表示名称，电容器为C。 第二部分：用字母表示材料。 第三部分：用数字表示分类。 第四部分：用数字表示序号。 电容的标志方法 （1）直标法：用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。 （2）文字符号法：用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位：P、N、U、M、F等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于10PF 的电容，其允许偏差用字母代替：B——±0.1PF，C——±0.2PF，D——±0.5PF，F——±1PF。 （3）色标法：和电阻的表示方法相同，单位一般为PF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的，位置靠近正极引出线的根部，所表示的意义如下表所示： 颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰耐压 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V （4）进口电容器的标志方法：进口电容器一般有6项组成。

电容器相关知识要点

1．滤波电容，去耦电容，旁路电容 2．电容特性 3．电容滤波电路 关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用（转） 2007-07-28 11:10 滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。 旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1）去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰，干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上，芯片附近的电容还有蓄能的作用，这是第二位的。你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水，这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了，等水过来，我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，而且频率很高，而器件VCC到总电源有一段距离，即便距离不长，在频率很高的情况下，阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一（在vcc引脚上通常并联一个去藕电容，这样交流分量就从这个电容接地。）。 2）有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 2.旁路电容和去耦电容的区别 去耦：去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源，它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。 旁路：从组件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分，另外还可以提供基带滤波功能（带宽受限）。 我们经常可以看到，在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。 在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。

耦合、旁路、滤波电容作用

电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。当然，耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高，信号又不失真，但是，前后两级的工作点的调整复杂，相互牵连。为了不使后一级的工作点不受前一级的影响，就必须在直流方面把前一级和后一级分开。同时，又能使交流信号顺利的从前一级传给后一级，同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或变压器传输来实现。它们都能传递交流信号和隔断直流，使前后级的工作点互不牵连。但不同的是，用电容传输时，信号的相位要延迟一些，用变压器传输时，信号的高频成份要损失一些。一般情况下，小信号传输时，常用电容作为耦合元件，大信号或强信号的传输，常用变压器作耦合元件。 滤波电容、去耦电容、旁路电容作用 滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。 旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1）去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰，干扰的进入方式是通过电磁辐射。 而实际上，芯片附近的电容还有蓄能的作用，这是第二位的。 你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水， 这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了， 等水过来，我们已经渴的不行了。 实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。 如果微观来看，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，而且频率很高， 而器件VCC到总电源有一段距离，即便距离不长，在频率很高的情况下， 阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大， 会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。 而去耦电容可以弥补此不足。 这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一 （在vcc引脚上通常并联一个去藕电容，这样交流分量就从这个电容接地。） 2）有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地

滤波电容旁路电容和去耦电容的作用和选择

滤波电容 百科名片 储能电容的安装数字电路的电源线与回流线（地线）之间总要连接很多的电容器通常称为滤波电容。目录 简介选择作用 编辑本段简介 一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言 n-35g的主滤波电容 ）。 低频滤波电容主要用于是电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。 编辑本段选择 滤波电容在开关电源中起著非常重要的作用，如何正确选择滤波电容，尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员十分关心的问题。 50赫兹工频电路中使用的普通电解电容器，其脉动电压频率仅为100赫兹，充放电时间是毫秒数量级。为获得更小的脉动系数，所需的电容量高达数十万微法，因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。而

开关电源中的输出滤波电解电容器，其锯齿波电压频率高达数万赫兹，甚至是数十兆赫兹。这时电容量并不是其主要指标，衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗- 频率”特性。要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。