如何选择旁路电容
每个电容包括一个寄生串联电感,称为引脚电感,封装电感或安装电感。
每个电容还包括寄生串联电阻,称为等效串联电阻,它的作用与引脚电感一样。削弱了电容的效果。ESR是一个实数阻抗,而且不是频率函数。它的作用就像一个普通的电阻,与电容串联。
每个旁路电容对温度都是敏感的。电介质的特性随温度明显地改变,导致电容的容量出现大的摆动。
如果给旁路电容加上太高的电压,电容就会爆炸或短路。
下面的小节将详细讨论这些缺陷。
1、电容的等效串联电阻和引脚电感
等效串联电阻像一个电阻一样,与电容串联。引脚电感像一电感线圈一样,与同一个电容串联。它们共同发挥作用,降低了电容作为一个旁路元件的效果。
作为频率的一个函数,电容的完整阻抗方程是:
其中:ESR=等效串联电阻,Ω
C=电容,F
L=引脚电感,H
X(F)=在频率F(HZ)时的阻抗大小,Ω
上式计算了图8.9中电容C2和电容阵列C3的曲线。图8.9中假设C2和C3电容阵列的每个元件的ESR都为0.1欧,总的电路板面积为10IN的2次方,电源的和地之间有0.01IN厚的FR-4电介质。
图8.9显示,旁路电路的谐振频率大约是300MHZ,这是由于电容阵列的引脚电感和电源与地之间的电容而产生的。因为这个设计的数字转折频率低于100MHZ,因此不必担心。如果数字转折频率比较高,试试用表面贴装的电容阵列,其电感比较低,提高了谐振频率并降低了幅度。
生产商的数据手册上并不总是有ESR参数,但它是非常重要的。不要相邻销售人员告诉你的指标,要拿到书面形式的说明。
要测量ESR,可以使用图6.14所示的测量装置,与测量一个端接电阻的电感方法相同。
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