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[电子元器件]

为什么经常用0.1uF的电容

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forgot|  楼主 | 2023-3-23 16:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 forgot 于 2023-3-23 16:02 编辑

  电容作为电子电路中最常见的元器件之一,种类非常繁多,从材料上区分就有CBB电容、瓷片电容、电解电容和钽电容等,还可以根据极性分为有极性电容和无极性电容,因为电容的本身就是一种电荷存储介质,通过在不同的电路位置的使用从功能可以分为旁路电容、去耦作用电容、滤波和储能电容等,如在电源电路中就有很多大容量的储能电容,在信号采集电路中有很多小信号的滤波类电容。在很多集成芯片的电路设计时,往往会在稳压器到芯片电源引脚处增加一些旁路电容,这些电容可以起到电容储能及稳压作用,就像一个小的电池一样,随时可以满足驱动电路电流的变化,为器件提供电流,并且在设计时要尽量靠近芯片的电源引脚和地引脚,缩短走线的距离,减少阻抗。
微信截图_20230323155934.png

  对于电容容值参数的选择时,很多时候会按照所谓的设计经验采用0.1uF容值的电容,这是为什么。
先来说一下电容的几个参数,因为电容本身的造工艺和材料原因,除了本身的容值C以外还有串联等效电阻和串联等效电感两个参数,分别为ESRESL。在电路中ESR会影响电源的纹波,而ESL影响电容的滤波频率特性,当电路频率很低的时候是电容起到滤波的作用,而当电路频率非常高的时候,电感就会起到非常大的影响,会影响电容的滤波特性,在谐振时容抗和感抗相抵为0,此时电容的总阻抗最小,如果是以电容阻抗-频率曲线来看,是呈一个“V”字型的,尽量选择在谐振频率点的附近,电容才会有很好的去耦作用。
微信截图_20230323155633.png

  对于相同的材料不同容值的电容,容量越大、ESR往往越小,谐振频率点会低,反之容量越小、ESR往往越大,谐振频率点会高。对于我们常见的瓷介电容,如X7R的谐振频率点大约为10MHZ-20MHZ,对于大部分低频电容的设计都是比较合适的,再加上很多时候尽量选择常用和共用型号的因素,所以0.1uF的电容被采用的比较多。但是并不是一定0.1uF就是最合适的值,在面对频率非常的场合,对电容频率特性的要求比对容值的要求显得更加重要。如果面对需要去耦的频率范围比较宽泛。可以采用一个大电容加一个小电容进行并联的方式提高自谐振频率,甚至在有些时候可以采用多颗相同容量电容并联,这样可以达到各个频点的阻抗就变小的目的,但是这样的设计就是会增加响应的成本。
微信截图_20230323155345.png

  此外对于相同封装的相同容值的电容,还有一个电介质材料类别参数,如X7RX5RY5VNPO等等,不同的材质决定了电容本身不同的温度特性以及误差等参数,如X7R电容器性能较稳定,随温度的改变,其特有的性能变化并不显着,X5R的容量稳定性相比较X7R,容量对温度等条件更为敏感。在选用的时候可以关注一下具体的特性参数范围,选用合适的电介质材料更有利于产品的整体质量。

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21ic小管家 打赏了 20.00 元 2023-04-14
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xmar 2023-3-25 20:34 回复TA
如果需要电容的温度稳定性特别高,可以用C0G(日本称为NP0)介质的贴片电容,或者CBB电容、云母电容,高频陶瓷电容,或专门低温漂电容。 

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Siderlee| | 2023-3-24 20:00 | 显示全部楼层
现在这个电容我一般都用COG的

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Siderlee| | 2023-3-24 20:00 | 显示全部楼层
C0G

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coody| | 2023-3-25 23:02 | 显示全部楼层
因为几M到几十M的退耦合适。

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xch| | 2023-3-27 09:55 | 显示全部楼层
原本是从插件电容开始使用,0.1μ是性价比最高的大电容。吃屎吃惯了继承下来。

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