高电容对高频电路

2022年12月21日

节奏PCB解决方案

关键的外卖

不同的陶瓷类、mlcc和稳定的关系。
品质因数/耗散因子提供了一个度量来确定稳定。
何时使用替代mlcc的设计。

高电容器通常与芯片包。

电容器在电子产品无处不在,并有充分的理由:他们执行多个关键功能对许多不同类型的电路。而高电容是有价值的在许多情况下,他们在闪耀高速射频应用程序。因为电容往往在高频泄漏更多的能量,防止损失的环境能源效率和防止热老化组件和底物。

陶瓷电容器:类和包装

电容器充满各种各样的角色在一个电路。作为电子产品的基本构建块之一,电容器可以过滤,分离,平稳信号,作为储备力量,并提供许多其他重要特性。最佳匹配这些不同的用途,电容器是可用的许多不同的材料和结构。

陶瓷电容器是一个很好的起点当讨论稳定,但他们代表了多种风格。的国际电工委员会定义了三种不同类型的陶瓷电容器:

类1电容器提供高稳定性和低损失在范围广泛的操作和环境条件。
二班电容器包含更大的存储功能但在极限温度下以非线性的方式运作。
3班电容器比二班历史上提供更大的存储功能,而不稳定的拥有一个更高的水平。多层陶瓷电容器(mlcc)超过3班电容器、相关的技术能力的分类已经不再使用,不再是标准化。

关于稳定,1级电容器为设计师提供最好的选择,适合一个充足,三位数的温度范围,同时保持严格的公差。然而,他们并不是普遍适用的。二班电容器、额定电容,需要一个足迹远小于一个等价类1电容器。当布局拥挤、一级电容器可能无法满足电容电路的要求。

形式服从功能:包和稳定性之间的关系

在包装方面,MLCC(陶瓷盘通过洞)已经成为远远包最与高电容有关。前者是由同质,混合粉的大多数对位或铁电材料以及任何必要的金属形成电介质。一系列交替电极连在两个终端形成一堆微型电容器介电层之间(点缀)。介质粉的粒径越小,越薄的电极板,使包装尺寸或减少体积增加电容。一些制造过程重组的情况,如镀在长身体的边缘或利用芯片阵列格式,可以减少等效串联电阻(ESR)的一个同样大小的包。ESR形成一个重要的诊断工具,提供一个度量,对电容器的稳定性进行评估。

使用品质因数测量高电容器

电容器的稳定性也可以通过其品质因数分析,指速记作为其品质因数。简单来说,品质因数测量电容器的效率;热力学不可能有一个完美的能量存储,所以电容器(和许多其他设备)是由相关的损失评估总电容的存储功能。显而易见,这种电容的品质因数越大,其性能越好,减少泄漏。定量,有损压缩和无损阻抗方程涉及组件:

一个方程的质量因素

品质因数与活性(无损)电流和电阻(有损)反对

电抗,表示XC代表imaginary-valued,无损的反对电流,而电阻电容(ESR)是实值,有损的反对。以其他的术语来说,品质因数越高,更紧密的电容模型的理想形式,欧姆加热的损失最小化。而电容保持不变(避免提供介质击穿),电抗和ESR频率相关的值。品质因数,因此,代表一个变量响应,经常报道值得注意的频率或曲线数据覆盖更广泛的价值。一个相关值,耗散因子(DF),可能报道而不是品质因数,这两个术语是倒数。

当q值只是表面现象

是一个至关重要的品质因数/耗散因素考虑电容器吗?不一定,但对于某些应用程序,损失如果不使用适当的电容器可以变得站不住脚了。这是最常出现在高频电路中频率的增加导致更大的浓度对导体表面电流密度。出现这种现象,被称为皮肤效果,由于交流电EMF的最强的中心导体,因此径向将罪名推到边缘。因为电阻是一个外在属性的组件,减少在该地区是指有效增加阻力。的增加所带来的能量损失热量太大,会导致拆焊事件明显高频板。

一般来说,电容和损耗因子是逆相关,高度稳定的电容器缺乏散装电容,反之亦然。顺电位二氧化钛混合物用于生产这些高电容缺乏铁电材料通常存在于电容器的介电常数与更大的容积效率。一个铁电电容器的材料可能是额定的相对介电常数多达30 - 70顺电位电容器。在密集的设计需要明显的电容,钽电容可能会被证明是最有效的选择,但成本相对于陶瓷。