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分析去耦電容的有效使用方法二：降低電容的ESL

發(fā)布時(shí)間:2019-07-19 丨 閱讀次數(shù):

佳益小編網(wǎng)絡(luò)報(bào)道：去耦電容的有效使用方法的第二個(gè)要點(diǎn)是降低電容的ESL（即等效串聯(lián)電感）。雖說(shuō)是“降低ESL”，但由于無(wú)法改變單個(gè)產(chǎn)品的ESL本身，因此這里是指“即使容值相同，也要使用ESL小的電容”。通過(guò)降低ESL，可改善高頻特性，并可更有效地降低高頻噪聲。

即使容值相同也要使用尺寸較小的電容

對(duì)于積層陶瓷電容（MLCC），有時(shí)會(huì)準(zhǔn)備容值相同但尺寸不同的幾個(gè)封裝。ESL取決于引腳部位的結(jié)構(gòu)。尺寸較小的電容基本上引腳部位也較小，通常ESL較小。

下圖是容值相同、大小不同的電容的頻率特性示例。如圖所示，更小的1005尺寸的諧振頻率更高，在之后感性區(qū)域的頻率范圍阻抗較低。這正如在“電容的頻率特性”中所介紹的，電容的諧振頻率是基于以下公式的，從公式中可見(jiàn)，只要容值相同，ESL越低諧振頻率越高。另外，感性區(qū)域的阻抗特性取決于ESL，這一點(diǎn)也曾介紹過(guò)。

關(guān)于噪聲對(duì)策，當(dāng)需要降低更高頻段的噪聲時(shí)，可以選擇尺寸小的電容。

使用旨在降低ESL的電容

積層陶瓷電容中，有些型號(hào)采用的是旨在降低ESL的形狀和結(jié)構(gòu)。

如上圖所示，普通電容的電極在短邊側(cè)，而LW逆轉(zhuǎn)型的電極則相反，在長(zhǎng)邊側(cè)。由于L（長(zhǎng)度）和W（寬度）相反，故稱“LW逆轉(zhuǎn)型”。是通過(guò)增加電極的寬度來(lái)降低ESL的類型。

三端電容是為了改善普通電容（兩個(gè)引腳）的頻率特性而優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的電容。三端電容是將雙引腳電容的一個(gè)引腳（電極）的另一端向外伸出作為直通引腳，將另一個(gè)引腳作為GND引腳。在上圖中，輸入輸出電極相當(dāng)于兩端伸出的直通引腳，左右的電極當(dāng)然是導(dǎo)通的。這種輸入輸出電極（直通引腳）和GND電極間存在電介質(zhì)，起到電容的作用。

將輸入輸出電極串聯(lián)插入電源或信號(hào)線（將輸入輸出電極的一端連接輸入端，另一端連接輸出端），GND電極接地。這樣，由于輸入輸出電極的ESL不包括在接地端，因此接地的阻抗變得非常低。另外，輸入輸出電極的ESL通過(guò)在噪聲路徑直接插入，有利于降低噪聲（增加插入損耗）。

通過(guò)在長(zhǎng)邊側(cè)成對(duì)配置GND電極，可抑制ESL；再采用并聯(lián)的方式，可使ESL減半。

基于這樣的結(jié)構(gòu)，三端電容不僅具有非常低的ESL，而且可保持低ESR，與相同容值相同尺寸的雙引腳型電容相比，可顯著改善高頻特性。

關(guān)鍵要點(diǎn)：

去耦電容的有效使用方法有兩個(gè)要點(diǎn)：

①使用多個(gè)電容，②降低電容的ESL。

通過(guò)降低電容的ESL，可改善高頻特性，并可更有效地降低高頻噪聲。

有的電容雖然容值相同，但因尺寸和結(jié)構(gòu)不同而ESL更小。