一文解析电容的去耦半径概念

我们都知道小电容滤除高频，大电容滤低频，为了达到更好的滤波效果，一般输入电源或者输出电源都是采用一个大容值电容加一个小容值电容的方式，比如1uF+0.1uF。

我们先来了解一下去耦和旁路的区别。旁路电容，叫 bypass，是把输入信号中的高频成分作为滤除对象。
去耦电容，叫 decoupling，也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。可以看到，旁路电容和去耦电容的作用都是滤波，只是在电路上的位置不同而已。
 

旁路一般位于信号输入端，去耦一般位于信号输出端。旁路电容滤除的是前级电源的干扰，一般是高频噪声，在输入电源管脚上加小容值电容，比如常见的0.1uF。

去耦电容是滤除的是输出级的干扰，因为输出级是作为了下一级的输入。去耦电容的第一个作用和旁路是一样的，高频滤波。第二是充当储能电容，在负载所需电流突然增大时提供电能，满足驱动电路的电流变化，电容越大，储能越多，在一定范围内，满足负载电流变化更有效。说完了去耦和旁路，来到正题，电容的去耦半径。先记一下理论：小容值电容去耦路径短，超过去耦路径，就失去了去耦效果，所以一般靠近IC摆放。大容值电容去耦路径长，摆放位置相对宽松一些。所以电源，一般是先经过大电容，再经过小电容，再进入到IC芯片。

我画了一个简图，来帮助理解大小电容的摆放位置，你会发现，A和C处的两个电容都是小电容靠近IC，但是B处是大电容靠近IC，这是为什么呢？

首先，A和C处两个电容都是旁路电容，B处的两个电容是去耦电容（滤波加储能作用）。其次，芯片A是电源芯片，它的输出相对于B处的1uF电容来说，就是输入，所以先经过1uF，再经过0.1uF，也是没有问题的。最后，B处两个电容也作为储能电容，回路往往伴随较大的纹波电流，且会在电容的ESR上产生大量的热，同时形成纹波电压。所以靠近电源芯片的电容会流过更大的纹波电流，如果把小电容靠近电源芯片输出，容易出问题。所以对电源芯片总结就是：输入电源先大后小（小的靠近电源IC），输出电源也是先大后小（大的靠近电源IC）。


审核编辑：刘清