原理与结构:属于电解电容的一种,内部通过钽粉颗粒氧化形成介质层,充放电速度较快,但有极性。
特点:
• 体积小、容量大:同等体积下容量高于瓷片电容,ESR介于铝电解和瓷片电容之间。
• 抗浪涌能力差:易因瞬间大电流击穿短路,需避免用于高浪涌场景(如开关电源输入端)。
• 耐压与容量的权衡:颗粒细度决定容量,颗粒大小影响耐压,高耐压与大容量难以兼得。
3.铝电解电容(Aluminum Electrolytic Capacitor)
原理与结构:通过铝箔氧化和电解质化学反应充放电,响应速度慢(通常<1MHz),有极性。
特点:
• 大容量低成本:适合低频滤波(如电源输入端的纹波抑制),但ESR高(几百毫欧至几欧)
• 寿命受温度影响大:电解液易挥发,温度每升高10℃,寿命减半(例如27℃下10000小时,寿命在57℃时仅剩1250小时)。
去耦电容的设计逻辑与参数选择
1.去耦电容的作用
抑制共路耦合干扰:当芯片瞬间需要大电流时,去耦电容作为“临时电源”就近供电,避免因线路电感导致电压跌落,并减少对其他电路的干扰。
滤波与退耦的区别:
滤波:滤除外部噪声(如开关电源纹波),需大容量电容(如铝电解电容)。
退耦:抑制局部电路噪声外泄,需快速响应的电容(如瓷片电容)
2.关键参数选择
• 谐振频率:电容的ESL和容值决定谐振点(如0.1μF瓷片电容的谐振频率约10MHz),高于此频率时电容呈感性,失去退耦作用。
• ESR与多电容并联:低ESR可减少电压波动,多颗小电容并联(如两个0.01μF)比单颗大电容(如0.1μF)在高频段阻抗更低,退耦效果更优。
应用实例与布局技巧
1.实例:高速芯片的电源设计
多级电容组合:
芯片级:在芯片电源引脚附近放置多个瓷片电容(如0.1μF和0.01μF组合),覆盖宽频段阻抗需求。
模块级:功能模块电源入口处增加钽电容或铝电解电容(如10μF),补充低频储能。
典型配置:某500引脚BGA芯片要求3.3V电源至少配置30个瓷片电容和若干大电容,总容量≥200μF。
2.布局优化
电容放置顺序:电源输入依次为铝电解电容(滤低频噪声)→钽电容(中频)→瓷片电容(高频),形成“低阻抗通道”。
距离与走线:退耦电容尽量靠近芯片引脚,缩短电流回路,减少寄生电感影响。
选型与避坑指南
高频场景:优先选C0G/NP0材质的瓷片电容(温度稳定性好),避免Y5V。
钽电容慎用场景:开关电源输入端、存在浪涌电流的电路,改用铝电解或并联陶瓷电容。
寿命与散热:铝电解电容远离热源,高温环境可选用固态电解电容。返回搜狐,查看更多