硬件那点事儿
认证:优质创作者
作者动态
LDO的重要特性Brick-Wall Current Limiting有什么用?在进行LDO电路选型设计时如何应用?
2天前
联发科起诉华为,专利战正式开打!
3天前
电路板PCB上一定有丝印位号吗?其实很多产品是没有的!
4天前
罗马仕充电宝3C证书被大批暂停注销,聊聊产品硬件电路设计通过认证为何还会翻车?
6天前
用PMOS搭建一个电源端防反接电路,附带仿真原理图和仿真验证结果
1星期前

电容高频特性对比-铝电解电容器、钽电解电容器、多层陶瓷电容器

前言

通过了解电容的频率特性,可以判断电源电路的噪声抑制能力、电压波动时的稳定能力等。有些人可能会觉得电容的频率特性是高频信号的事,我的电路都是低频信号,所以不怎么关心,殊不知即便你的电路是低频电路,但是只要你的电路需要供电,那么高频干扰也能顺着你家电线来找上门的,所以电容的频率特性是电路设计中必不可少的重要参数。

理想电容器的频率特性

理想电容器是一个只有电容值的元件,它的阻抗(Zc)与频率(f)成反比,即Zc = 1/(2πfC)。这意味着理想电容器的阻抗随着频率的增加而减小,从而提高了通过交流信号的能力。理想电容器在直流信号下表现为开路,而在无穷高频下表现为短路。

实际电容器的频率特性

实际电容器并不是一个纯粹的电容元件,它还包含了等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL),这些参数会影响电容器的阻抗特性。实际电容器的阻抗可以表示为:

Zc = ZESL + ZC + ZESR

其中ZESL = 2πfL,ZC = 1/(2πfC),ZESR = R。

从上式可以看出,实际电容器的阻抗并不是随着频率增加而单调减小,而是形成了一个V形曲线。在低频段,阻抗主要由ESR决定,随着频率增加,阻抗逐渐减小。在中频段,阻抗主要由电容决定,随着频率增加,阻抗继续减小。在高频段,阻抗主要由ESL决定,随着频率增加,阻抗开始增大。因此,实际电容器在某一特定频率下会有一个最小阻抗值,这个频率称为自谐振频率(SRF)。在SRF以下,电容器表现为一个主要由ESR和C组成的低通滤波器,在SRF以上,电容器表现为一个主要由ESL和C组成的高通滤波器。

不同类型电容器的频率特性

铝电解电容器是一种常见的大容量、低成本的电容器,它由两个铝箔作为极板,中间夹有一层液态或固态介质。铝箔上有一层氧化铝膜作为绝缘层。铝电解电容器具有较高的ESR和ESL,因此它们在高频下的阻抗较大,不适合用于高速信号或去耦应用。铝电解电容器也受到温度、湿度和老化等因素的影响,导致其参数变化较大。

钽电解电容器是一种小型、高稳定性的固态电解电容器,它由钽粉作为极板,中间夹有一层锰酸盐或聚合物作为介质。钽粉上有一层氧化钽膜作为绝缘层。钽电解电容器具有较低的ESR和ESL,因此它们在高频下的阻抗较小,适合用于高速信号或去耦应用。钽电解电容器也具有较好的温度特性和长寿命,但是它们的容量较小,且价格较高。

多层陶瓷电容器是一种广泛应用的表面贴装电容器,它由多层陶瓷介质和金属电极叠加而成。多层陶瓷电容器具有较低的ESR和ESL,因此它们在高频下的阻抗较小,适合用于高速信号或去耦应用。多层陶瓷电容器也具有较小的体积、较大的容量范围和较低的成本,但是它们的介质材料会受到电场、温度和时间等因素的影响,导致其容值变化较大。

声明:本内容为作者独立观点,不代表电子星球立场。未经允许不得转载。授权事宜与稿件投诉,请联系:editor@netbroad.com
觉得内容不错的朋友,别忘了一键三连哦!
赞 3
收藏 3
关注 142
成为作者 赚取收益
全部留言
0/200
成为第一个和作者交流的人吧