0402 0.1 µF陶瓷电容器旁边的0402 0.01 µF陶瓷电容器是否具有电源去耦优势?


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我一直都知道,与较大的电容器并联使用较小的电容器的目的是在较高的频率下提供低阻抗,因为较高电容的电容器“通常”具有较大的封装,因此寄生电感使它们的电容在一定频率和更高频率范围内均处于负值。 。

但是,如果两个盖子的包装相同(在这种情况下为0402),那么是否有任何好处?


ESR也与此有关,但我会让别人为您写一个高质量的答案,让我睡个好觉。
Kortuk

Answers:


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这是一个有争议的话题。有些人似乎认为,超出共振的电容器对旁路没有任何好处。其他人指出,即使经过谐振,该部件基本上也只是一个很小的电感,它接地短路,并且仍然具有相当低的阻抗。

村田制作所的这张图显示了同一封装(0402)中三个不同电容器值的阻抗(频率)与频率的关系:

enter image description here

这表明,在高值部分(如0.1 uF)通过谐振后,低值部分(如0.01 uF)在达到谐振之前几乎无法达到较低的阻抗,并且其行为由其电感寄生决定,这基本上是与高价值部分相同。

就是说,正如其他人指出的那样,可以并联使用的电容器越多,减少的组件整体的串联电阻和电感就越大;因此添加更多零件至少会有所帮助。

编辑:

我还应该指出,如果你开始考虑在较大pacakges较大的值,比如说1微法在0805和10微法在电解A-尺寸封装,则可以肯定提高在阻抗的频率(低于10MHz)。


带引线的径向盖是否有图像?
tyblu 2012年

现在,我查找了一下,我可以告诉您GRM15是Murata针对0402零件的系列名称。
Photon 2012年

3
我只是编写了一个简单的程序来绘制一些假设值的图,并且似乎根据ESR / ESL值,在某些情况下,在某些情况下,电容的平行组合可能会产生比<i> < / i>分别设置上限。我不知道实际上限的任何组合是否真的可以发生。
2012年

6
@supercat,请参见Murata的应用笔记(第18-19页),以讨论“反共振”问题,该问题几乎与您所描述的完全一样:murata.com/products/catalog/pdf/c39e.pdf
Photon

3
致将来的读者:自从我发表上述评论以来,村田的应用笔记已经发生了变化。
Photon

7

假设对于给定的封装尺寸,电感基本上是固定的,则较低值的电容将具有较高的SRF,在此附近它将更有效地去耦。每个值中的一个以上可将电感/ ESR降低至该频率附近的较低阻抗。不同值的集合在所需的整个范围内提供低阻抗。

Xilinx文档(xapp623)详细介绍了去耦的细节以及为何使用不同的值。

引用相关部分-他们说:

电容器有效频率

每个电容器都有一个狭窄的频带,在该频带中,它最有效地用作去耦电容器。在此频段之外,它确实对PDS有所贡献,但总的来说要小得多。一些电容器的频带比其他电容器的频带宽。电容器的ESR决定了电容器的品质因数(Q),它决定了有效频带的宽度。钽电容器的有效频带通常很宽,而ESR较低的X7R和X5R片状电容器的有效频带通常很窄。有效频带对应于电容器的谐振频率。尽管理想电容器仅具有电容特性,但实际的非理想电容器也具有寄生电感ESL和寄生电阻ESR。这些寄生效应串联形成一个RLC电路(图3)。与该RLC电路相关的谐振频率是电容器的谐振频率。


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您是正确的:好处不是因为值不同,而是因为它们并联,实际上将集总的ESR和高频电感减半。正如约翰逊先生 [8.2.4]所说:

获得极低电感的最佳方法是并联许多小型电容器。

对于高于10MHz的信号或噪声,不同的ESR值很重要。在100MHz以上,只有封装(引线)电感很重要。

但是,这让我想起了唐纳德·克努思(Donald Knuth)重复的另一句话:

过早的优化是万恶之源。


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过早的优化是对金钱的热爱吗?
拉塞尔·麦克马洪

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@Russel:在这里(.de),我们称由于过早优化Angst-Parts而添加的任何组件。这些零件被称为许多麻烦的好来源。他们因为害怕某事而被放在那里,但实际上我们应该惧怕这些部分。我想这对于说英语的人也很有意义。(这并不是说在某些情况下将SMD电容的不同值并联可能是有意义的,但应该知道一个人在做什么……)
zebonaut 2012年

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@zebonaut:听起来您在说“我们唯一要担心的就是恐惧本身”
奥林·拉斯洛普

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由于相邻电容器之间的谐振,并联电容器会产生不良影响。例如,使用上面的注释中显示的数据,0402外壳尺寸中的等效电感约为0.4nH。通过对一个并联的0.1uF电容器和一个0.01uF的电容器(每个电容器串联0.4nH)进行的仿真,两个0402电容器封装在约60 MHz处变为并联谐振,随后在约80 MHz下发生串联谐振。使用射频旁路时,这可能变得很关键。

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