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电容器阻抗/ESR频率特性是指什么 2
/ w% w* z/ |' v n. u+ \5 A2.各种电容器的频率特性
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. B$ h. D) P% {) _0 w& J) D以上就电容器寄生成分ESR、ESL对频率特性的巨大影响进行了说明。电容器种类不同,则寄生成分也会有所不同。接下来对不同种类电容器频率特性的区别进行说明。
( O8 L6 a! h4 V% ` D) x图5表示静电容量10uF各种电容器的|Z|及ESR的频率特性。除薄膜电容器以外,全是SMD型电容器。
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) w- T* r2 l/ D图5.各种电容器的|Z|/ESR频率特性
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+ u c7 U# j$ C- E1 ~图5所示电容器的静电容量值均为10uF,因此频率不足1kHz的容量范围|Z|均为同等值。但1kHz以上时,铝电解电容器或钽电解电容器的|Z|比多层陶瓷电容器或薄膜电容器大,这是因为铝电解电容器或钽电解电容器的电解质材料的比电阻升高,导致ESR增大。薄膜电容器或多层陶瓷电容器的电极中使用了金属材料,因此ESR很低。+ ^# ~' X7 y; A" t
多层陶瓷电容器和引脚型薄膜电容器在共振点附近的特性基本相同,但多层陶瓷电容器的自振频率高,感应范围的|Z|则较低。这是由于引脚型薄膜电容器中只有引脚线部分的电感增大了。$ T% H1 Z' V* p5 m
由以上结果可以得出,SMD型的多层陶瓷电容器在较宽的频率范围内阻抗都很低,也最适于高频用途。
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3.多层陶瓷电容器的频率特性
/ e, v# |% \! x: g: m) _多层陶瓷电容器可按原材料及形状分为很多种类。下面就这些因素对频率特性的影响进行说明。
4 ^9 A% I5 j! N(1)关于ESR9 q3 I( Y+ N/ ~4 [
处于容性领域的ESR由电介质材料产生的介质损耗决定。Class2(种类2)中的高介质率材料因使用强电介质,故有ESR增大的倾向。Class1(种类1)的温度补偿材料因使用一般电介质,因此介质损耗非常小,ESR数值也很小。
0 X0 [# P! Y! [3 p6 o共振点附近到感性领域的高频领域中的ESR除受电极材料的比电阻率、电极形状(厚度、长度、宽度)、叠层数影响外,还受趋肤效应或接近效应的影响。电极材料多使用Ni,但低损耗型电容器中,有时也会选用比电阻率低的Cu作为电极材料。$ l$ X( s. c5 R1 N$ G
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(2)关于ESL
) f2 i! w% J. \! U3 b多层陶瓷电容器的ESL极易受内部电极结构影响。设内部电极大小的长度为l、宽度为w、厚为d时,根据F.W.Grover,电极电感ESL可用公式(3)表示。1 S. B8 s4 v" f# H5 b9 ?/ O- j7 g
8 I& v( ]3 F( r# C由此公式可得知,电容器的电极越短,越宽,越厚,则ESL越小。
: W. H9 R4 B0 N4 r4 `图6表示各尺寸多层陶瓷电容器的额定容量与自振频率的关系。相同容量,尺寸越小,自振频率越高,则ESL越小。由此,可以说长度l较短的小型电容器适用于高频领域。
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图6.各尺寸额定容量值与自振频率的关系5 g1 o- y( Y+ ^% F8 I2 z
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