您好,欢迎来电子发烧友网! ,新用户?[免费注册]

您的位置:电子发烧友网>电子元器件>电容器>

芯片IC0.1uF的电容,这些参数是如何确定

2023年06月05日 14:29 维库 作者:维库 用户评论(0

  我们在电源滤波电路上可以看到各种各样的电容,比如100uF、10uF、100nF、10nF不同的容值。那么,这些参数是如何确定的呢?

  数字电路要运行稳定可靠,电源一定要“干净”,并且能量补充一定要及时,也就是滤波去耦一定要好。什么是滤波去耦?简单地说,就是在芯片不需要电流的时候存储能量,在需要电流的时候又能及时地补充能量。

  有读者看到这里会说,这个职责不是DC/DCLDO的吗?对,在低频的时候它们可以搞定,但高速的数字系统就不一样了。

  下面,我们先来看看电容。

  电容的作用,简单来说就是存储电荷。我们都知道,在电源中要加电容滤波,在每个芯片的电源脚放置一个0.1uF的电容去耦。但是,怎么有些板子芯片的电源脚旁边的电容是0.1uF或者0.01uF的,这里有什么讲究吗?

  要搞懂这个问题,就要先了解电容的实际特性。理想的电容它只是一个电荷的存储器,即C。而实际制造出来的电容,却不是那么简单了。分析电源完整性的时候,我们常用的电容模型如图1所示:

  

pYYBAGR9gLKAN5csAAAwGrUkvFo747.png

  图1 电容模型

  在图1中,ESR是电容的串联等效电阻,ESL是电容的串联等效电感,C才是真正的理想电容。ESR和ESL是由电容的制造工艺和材料决定的,没办法消除。

  那么,这两个东西对电路有什么影响呢?

  ESR影响电源的纹波,ESL影响电容的滤波频率特性。

  我们知道:

  电容的容抗:

  Zc=1/ωC

  电感的感抗:Zl=ωL,ω=2πf

  实际电容的复阻抗为:

  Z=ESR+jωL-1/jωC=ESR+j2πf L-1/j2πf C

  可见,当频率很低的时候,是电容在起作用;而频率高到一定程度时,电感的作用就不可忽视了;再高的时候,电感就起主导作用了,电容就失去滤波的作用了。所以记住,高频的时候,电容就不是单纯的电容了。实际电容的滤波曲线如图2所示:

  

poYBAGR9gLiACKFUAAHZujI60vk868.png

  图2

  如上面所述,电容的等效串联电感是由电容的制造工艺和材料决定的。实际的贴片陶瓷电容,ESL从零点几nH到几个nH不等,封装越小,ESL就越小。

  从图2可以看出,电容的滤波曲线并不是平坦的,它像一个V。也就是说,有选频特性。有时候,我们希望它越平越好(前级的板级滤波);而有时候,则希望它越尖越好(滤波或陷波)。

  影响这个特性的,就是电容的品质因素Q:

  Q=1/ωCESR

  ESR越大,Q就越小,曲线就越平坦。反之,ESR越小,Q就越大,曲线就越尖。

  通常情况下,钽电容和铝电解有比较小的ESL,而ESR大,所以钽电容和铝电解具有很宽的有效频率范围,非常适合前级的板级滤波。

  也就是说,在DC/DC或者LDO的输入级,常常用较大容量的钽电容来滤波。而在靠近芯片的地方,放一些10uF和0.1uF的电容来去耦,陶瓷电容有很低的ESR。

  说了这么多,到底在靠近芯片的管脚处放置0.1uF,还是0.01uF呢?下面列出来给大家参考:

  

poYBAGR9gL6AbUepAADQXXZopCo667.png

  所以,以后不要见到什么都放0.1uF的电容。有的高速系统中,这些0.1uF的电容根本就起不了作用。

非常好我支持^.^

(0) 0%

不好我反对

(0) 0%

( 发表人:李倩 )

      发表评论

      用户评论
      评价:好评中评差评

      发表评论,获取积分! 请遵守相关规定!