中心議題：

• 電容的分類
• 電容的具體模型和分布參數
• 電容的簡化模型和阻抗曲線

解決方案：

• 盡可能低的ESR電容。
• 盡可能高的電容的諧振頻率值

第一部分：電容的分類

電容在電路的設計中從應用上進行分類，可以將電容分為四類：
第一類：AC耦合電容。主要用於Ghz信號的交流耦合。
第二類：退耦電容。主要用於保持濾除高速電路板的電源或地的噪聲。
第三類：有源或無源RC濾波或選頻網絡中用到的電容。
第四類：模擬積分器和采樣保持電路中用到的電容。

在本文中我們將主要討論第二大類退耦電容。

電容從製造的材料和工藝進行分類，主要有以下不同形式的電容：
1、NPO陶瓷電容器
2、聚苯乙烯陶器電容器
3、聚丙烯電容器
4
、聚四氟乙烯電容器
5
、MOS電容器
6、聚碳酸酯電容器
7、聚脂電容器
8
、單片陶瓷電容器
9、雲母電容器
10、鋁電解電容器
11、鉭電解電容器

在實際的設計中由於，價格、采購等各方麵原因經常用的電容有：陶瓷電容
、鋁電解電容
、鉭電容。

第二部分：電容的具體模型和分布參數

要(yao)正(zheng)確(que)合(he)理(li)的(de)應(ying)用(yong)電(dian)容(rong)，自(zi)然(ran)需(xu)要(yao)認(ren)識(shi)電(dian)容(rong)的(de)具(ju)體(ti)模(mo)型(xing)以(yi)及(ji)模(mo)型(xing)中(zhong)各(ge)個(ge)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)的(de)具(ju)體(ti)意(yi)義(yi)和(he)作(zuo)用(yong)。和(he)其(qi)他(ta)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)一(yi)樣(yang)
，實(shi)際(ji)中(zhong)的(de)電(dian)容(rong)與(yu)"理想"電容器不同，"實際"電容器由於其封裝、材料等方麵的影響，其就具備有電感

、電阻的一個附加特性，必須用附加的"寄生"元件或"非理想"性能來表征，其表現形式為電阻元件和電感元件，非線性和介電存儲性能。"實際"電(dian)容(rong)器(qi)模(mo)型(xing)如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)寄(ji)生(sheng)元(yuan)件(jian)決(jue)定(ding)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)特(te)性(xing)
，通(tong)常(chang)在(zai)電(dian)容(rong)器(qi)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)的(de)產(chan)品(pin)說(shuo)明(ming)中(zhong)都(dou)有(you)詳(xiang)細(xi)說(shuo)明(ming)。在(zai)每(mei)項(xiang)應(ying)用(yong)中(zhong)了(le)解(jie)這(zhe)些(xie)寄(ji)生(sheng)作(zuo)用(yong)，將(jiang)有(you)助(zhu)於(yu)你(ni)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)類(lei)型(xing)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)。

從上麵的圖我們可以看出，電容實際上應該由六個部分組成。除了自己的電容C外，還有以下部分組成：

1、等效串聯電阻ESRRESR：電容器的等效串聯電阻是由電容器的引腳電阻與電容器兩個極板的等效電阻相串聯構成的。當有大的交流電流通過電容器，RESR使電容器消耗能量(從而產生損耗)。這對射頻電路和載有高波紋電流的電源去耦電容器會造成嚴重後果。但對精密高阻抗
、小信號模擬電路不會有很大的影響。RESR最低的電容器是雲母電容器和薄膜電容器。

2
、等效串聯電感ESL，LESL：電容器的等效串聯電感是由電容器的引腳電感與電容器兩個極板的等效電感串聯構成的。像RESR一樣，LESL在(zai)射(she)頻(pin)或(huo)高(gao)頻(pin)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)下(xia)也(ye)會(hui)出(chu)現(xian)嚴(yan)重(zhong)問(wen)題(ti)，雖(sui)然(ran)精(jing)密(mi)電(dian)路(lu)本(ben)身(shen)在(zai)直(zhi)流(liu)或(huo)低(di)頻(pin)條(tiao)件(jian)下(xia)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。其(qi)原(yuan)因(yin)是(shi)用(yong)於(yu)精(jing)密(mi)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)在(zai)過(guo)渡(du)頻(pin)率(lv)(transitionfrequencies)擴(kuo)展(zhan)到(dao)幾(ji)百(bai)兆(zhao)赫(he)或(huo)幾(ji)吉(ji)赫(he)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，仍(reng)具(ju)有(you)增(zeng)益(yi)
，可(ke)以(yi)放(fang)大(da)電(dian)感(gan)值(zhi)很(hen)低(di)的(de)諧(xie)振(zhen)信(xin)號(hao)。這(zhe)就(jiu)是(shi)在(zai)高(gao)頻(pin)情(qing)況(kuang)下(xia)對(dui)這(zhe)種(zhong)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)源(yuan)端(duan)要(yao)進(jin)行(xing)適(shi)當(dang)去(qu)耦(ou)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。

3、等效並聯電阻EPRRL：就是我們通常所說的電容器泄漏電阻

，在交流耦合應用、存儲應用(例如模擬積分器和采樣保持器)以及當電容器用於高阻抗電路時
，RL是一項重要參數，理想電容器中的電荷應該隻隨外部電流變化。然而實際電容器中的RL使電荷以RC時間常數決定的速率緩慢泄漏。
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4、還是兩個參數RDA、CDA也是電容的分布參數，但在實際的應該中影響比較小，這裏就不介紹了。所以電容重要分布參數的有三個：ESR、ESL、EPR。其中最重要的是ESR
、ESL，實際在分析電容模型的時候一般隻用RLC簡化模型
，即分析電容的C、ESR、ESL，這我們將在下周做重點分析電容的簡化模型。

5、下麵我們在介紹詳細模型的基礎上
，談談我們設計中經常用到兩種電容：

6、電解電容器(比如：鉭電容器和鋁電解電容器)的容量很大
，由於其隔離電阻低，就是等效並聯電阻EPR很小

，所以漏電流非常大(典型值5〜20nA/μF)
，因yin此ci它ta不bu適shi合he用yong於yu存cun儲chu和he耦ou合he。電dian解jie電dian容rong比bi較jiao適shi合he用yong於yu電dian源yuan的de旁pang路lu電dian容rong，用yong於yu穩wen定ding電dian源yuan的de供gong電dian。最zui適shi合he用yong於yu交jiao流liu耦ou合he及ji電dian荷he存cun儲chu的de電dian容rong器qi是shi聚ju四si氟fu乙yi烯xi電dian容rong器qi和he其qi它ta聚ju脂zhi型xing(聚丙烯、聚苯乙烯等)電容器。

7、單片陶瓷電容器，比較適合用於高頻電路的退耦電容，因為它們具有很低的等效串聯電感，就是等效串聯電感ESL很(hen)小(xiao)
，具(ju)備(bei)有(you)很(hen)廣(guang)的(de)退(tui)耦(ou)頻(pin)段(duan)。這(zhe)和(he)他(ta)的(de)結(jie)構(gou)構(gou)成(cheng)有(you)很(hen)大(da)的(de)關(guan)係(xi)單(dan)片(pian)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)器(qi)是(shi)由(you)多(duo)層(ceng)夾(jia)層(ceng)金(jin)屬(shu)薄(bo)膜(mo)和(he)陶(tao)瓷(ci)薄(bo)膜(mo)構(gou)成(cheng)的(de)，而(er)且(qie)這(zhe)些(xie)多(duo)層(ceng)薄(bo)膜(mo)是(shi)按(an)照(zhao)母(mu)線(xian)平(ping)行(xing)方(fang)式(shi)排(pai)布(bu)的(de)，而(er)不(bu)是(shi)按(an)照(zhao)串(chuan)行(xing)方(fang)式(shi)卷(juan)繞(rao)的(de)。

8、zhezhouwomentanledianrongdexiangxidedengxiaomoxing
，xiangxindajiaxianzaiduidianrongyinggaiyoubijiaoshenderenshile，xiazhouwomenjiangjixutan，womenshijifenxiyingyongzhongyaojingchangyongdaodedianrongdejianhuadengxiaomoxing

，hetazukangquxiandeyoulaiheyiyi。

第三部分：電容的簡化模型和阻抗曲線

為了分析方便，在實際的分析應該中經常使用由串聯等效電阻ESR、串聯等效電感ESL
、電容組成的RLC模型。因為對電容的高頻特性影響最大的則是ESR和ESL
，我們通常采用下圖中簡化的實際模型進行分析：

上麵組成的RLC模型的阻抗如果用數學公式可以表示如下：

那麼它的模的表達式如下：

上式就是電容的容抗隨頻率變化的表達式，如果2πfLs＝1／2πfC，那麼｜Z｜min＝Rs，此時：
畫出電容的容抗的曲線的圖如下：


從上圖
，我們很清楚的看出：電容在整個頻段，並非都是表現為電容的特性，而是在低頻的情況(諧振頻率以下)，表現為電容性的器件，而當頻率增加（超過諧振頻率）的(de)時(shi)候(hou)，它(ta)漸(jian)漸(jian)的(de)表(biao)現(xian)為(wei)電(dian)感(gan)性(xing)的(de)器(qi)件(jian)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)它(ta)的(de)阻(zu)抗(kang)隨(sui)著(zhe)頻(pin)率(lv)的(de)增(zeng)加(jia)先(xian)減(jian)小(xiao)後(hou)增(zeng)大(da)
，等(deng)效(xiao)阻(zu)抗(kang)的(de)最(zui)小(xiao)值(zhi)發(fa)生(sheng)在(zai)串(chuan)聯(lian)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)時(shi)
，這(zhe)時(shi)候(hou)
，電(dian)容(rong)的(de)容(rong)抗(kang)和(he)感(gan)抗(kang)正(zheng)好(hao)抵(di)消(xiao)，表(biao)現(xian)為(wei)阻(zu)抗(kang)大(da)小(xiao)恰(qia)好(hao)等(deng)於(yu)寄(ji)生(sheng)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)ESR。

了解了上麵的曲線
，應該就不難理解在實際的應該中，我們的選擇電容標準是：
1
、盡可能低的ESR電容。
2、盡可能高的電容的諧振頻率值。