利记官网具有标称零TC和低电压系数(不同于较不稳定的高K型)

 新闻资讯     |      2021-08-25 12:29

实际电容及其寄生效应

图1所示为实际电容的模子。电阻RP代表绝缘电阻或泄漏,与标称电容(C)并联。第二个电阻RS(等效串联电阻或ESR)与电容串联,代表电容引脚和电容板的电阻。

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图1. 实际电容等效电路包罗寄生元件

电感L(等效串联电感或ESL)代表引脚和电容板的电感。最后,电阻RDA和电容CDA一起组成称为电介质接收(DA)现象的简化模子。在采样保持放大器(SHA)之类紧密应用中利用电容时,DA可造成误差。但在去耦应用中,电容的DA不重要,予以忽略。

图2显示了差异范例的100 μF电容的频率响应。理论上,抱负电容的阻抗跟着频率提高而单调低落。实际操纵中,ESR使阻抗曲线变得平坦。跟着频率不绝升高,阻抗由于电容的ESL而开始上升。“膝部”的位置和宽度将跟着电容布局、电介质和电容值而变革。因此,在去耦应用中,经常可以看到较大值电容与较小值电容并联。较小值电容凡是具有较低ESL,在较高频率时仍然像一个电容。电容并联组合包围的频率范畴比组合中任何一个电容的频率范畴都要宽。

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图2. 各类100μF电容的阻抗

电容自谐振频率就是电容电抗(1/ωC)便是ESL电抗(ωESL)时的频率。对这一谐振频率等式求解获得下式:

所有电容的阻抗曲线都与图示的大抵形状雷同。固然实际曲线图有所差异,但大抵形状沟通。最小阻抗由ESR抉择,高频区域由ESL抉择,尔后者在很洪流平上受封装样式影响。

去耦电容范例

电解电容系列具有宽值范畴、高电容体积比和遍及的事情电压,是极佳的高性价比低频滤波器元件。该系列包罗通用铝电解开关范例,提供10 V以下直至约500 V的事情电压,巨细为1 μF至数千μF不等(以及成比例的外形尺寸)。

所有电解电容均有极性,因此无法耐受约1 V以上的反向偏置电压而不造成损坏。此类元件具有相对较高的泄电流(大概为数十μA),详细泄电流在很洪流平上取决于特定系列的设计、电气尺寸、额定电压及施加电压。不外,泄电流不行能是根基去耦应用的主要因素。

大大都去耦应用不发起利用通用铝电解电容。不外,铝电解电容有一个子集是“开关型”,其设计并划定用于在最高达数百kHz的频率下处理惩罚高脉冲电流,且损耗很低。此类电容在高频滤波应用中可直接媲美固态钽电容,且具有更遍及的可用值。

固态钽电解电容一般限于50 V或更低的电压,电容为500 μF或更低。给定巨细时,钽电容比铝开关电解电容泛起出更高的电容体积比,且具有更高的频率范畴和更低的ESR。钽电容一般也比铝电解电容更昂贵,对付浪涌和纹波电流,必需审慎处理惩罚应用。最近,利用有机或聚合物电解质的高机能铝电解电容也已问世。这些电容系列拥有略低于其他电解范例的ESR和更高的频率范畴,别的低温ESR下降也最小。此类元件利用铝聚合物、非凡聚合物、POSCAP™和OS-CON™等标签。

陶瓷或多层陶瓷(MLCC)具有尺寸紧凑和低损耗特性,凡是是数MHz以上的首选电容质料。不外,陶瓷电介质特性相差很大。对付电源去耦应用,一些范例优于其他范例。回收X7R的高K电介质配方时,陶瓷电介质电容的值最高可达数μF。Z5U和Y5V型的额定电压最高可达200 V。X7R型在直流偏置电压下的电容变革小于Z5U和Y5V型,因此是较佳选择。

NP0(也称为COG)型利用介电常数较低的配方,具有标称零TC和低电压系数(差异于较不不变的高K型)。NP0型的可用值限于0.1μF或更低,0.01 μF是更实用的上限值。

多层陶瓷(MLCC)外貌贴装电容的极低电感设计可提供近乎最优的RF旁路,因此越来越频繁地用于10 MHz或更高频率下的旁路和滤波。更小的陶瓷芯片电容事情频率范畴可达1 GHz。对付高频应用中的这些及其他电容,通过选择自谐振频率高于最高方针频率的电容,可确保有用值切合需要。

薄膜型电容一般利用绕线,增加了电感,因此不适合电源去耦应用。此范例更常用于音频应用,此时需要极低电容和电压系数。

最后,务必选择击穿电压至少为电源电压两倍的电容,不然当电路上电时,大概会产生意外。

不良去耦技能对机能的影响

图3显示1.5 GHz高速电流反馈运算放大器AD8000的脉冲响应。两幅示波器图均是操作评估板得到。左侧曲线显示正确去耦的响应,右侧曲线显示同一电路板上去撤除耦电容后的响应。两种环境中,输出负载均为100 Ω。

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图3. 去耦对AD8000运算放大器机能的影响

示波器图说明,没有去耦时,利记官网,输出表示出不良响铃振荡,这主要是因为电源电压随负载电流变革而偏移。