电容器寄生作用

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1、电容器的寄生作用与杂散电容电容器的寄牛作用问：我想知道如何为具体的应用选择合适的电容器，但我又不清楚许多不同种类的电容器有哪些优点和缺点？答：为具体的应用选择合适类型的电容器实际上并不困难。i般來说，按应用分类，大多数电容器通常分为以下四种类型（见图14.1）：（a＞交流耦合＜b）去耦（O遞波（＜1＞采样保持S14.1电容器四种应用类型•交流耦合，包括旁路（通过交流信号，同时隔直流信号）•去耦（滤掉交流信号或滤掉叠加在直流信号上的高频信号或滤掉电源、基准电源和信号电路小的低频成分）・有源或无源RC滤波或选频网络•模拟积分器和采样保持电路（捕获和储存电荷）尽管流行的电容器有十几种，包括聚脂电容

2、器、薄膜电容器、陶瓷电容器、电解电容器，但是对某一具体应用来说，瑕合适的电容器通常只冇一两种，因为其它类型的电容器，婆么冇的性能明显不完善，要么有的对系统性能有“寄生作用”，所以不采用它们。问：你谈到的“寄生作用”是怎么回事？答：与“理想”电容器不同，“实际”电容器用附加的“寄生”元件或“非理想”性能來表征，其表现形式为电阻元件和电感元件，非线性和介电存储性能。“实际”电容器模型如图14.2所示。由于这些寄生元件决定的电容器的特性，通常在电容器生产厂家的产品说明小都冇详细说明。在每项应用小了解这些寄生作用，将有助于你选择合适类型的电容器。图14.2••实际”电容器模型图14.2“实际”电容器

3、模型问：那么表征菲理想电容器性能的最匝要的参数有哪些?答：最重要的参数冇四种：电容器泄漏电阻RL(等效并联电阻EPR)、等效串联电阻(ESR)、等效串联电感(ESL)和介电存储(吸收)。电容器泄漏电阻，RP：在交流耦合应用、存储应用(例如模拟积分器和采样保持器)以及当电容器用于高阻抗电路时,RP是一项重要参数，电容器的泄漏模型如图14.3所示。V何IDEALMODEL(b>LEAKAGEMODEL(a)理想蟆型(b)泄潮摸型•图3电容器的泄漏模型图14.3电容器的泄漏模型理想电容器小的电荷应该只随外部屯流变化。然而实际电容器中的RP使电荷以RC时间常数决定的速率缓慢泄漏。电解电容器(钮电容器

4、和铝电容器)的容量很大，由于其隔离电阻低，所以漏电流非常大(典型值5〜20nA/uF),因此它不适合用于存储和耦合。鼓适介用于交流耦合及电荷存储的屯容器是聚阿氟乙烯屯容器和其它聚脂型(聚丙烯、聚苯乙烯等)电容器。等效串联电阻(ESR),RESR:电容器的等效串联电阻是由电容器的引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻相串联构成的。当冇大的交流电流通过电容器，RESR使电容器消耗能最(从而产生损耗)。这对射频电路和载冇高波纹电流的电源去耦电容器会造成严重后果。但对梢密高阳抗、小信号模拟电路不会冇很人的影响。RESR最低的电容器是云母电容器和薄膜电容器。等效串联电感(ESL),LESL:电容器的等效串

5、联电感是由电容器的引脚电感与电容器两个极板的等效电感串联构成的。像RESR一样，LESL在射频或高频工作环境下也会出现严垂问题，址然精密电路本身在直流或低频条件下正常工作。其原因是用子精密模拟电路小的晶体管在过渡频率(transitionfrequencies)扩展到儿百兆赫或儿吉蹴的情况下，仍具冇增益，可以放人电感值很低的谐振信号。这就是在高频情况下对这种电路的电源端要进行适当去耦的主要原因。电解电容器、纸介电容器和犁•料薄膜电容器不适合用于高频去耦。这些电容器基木上是曲多层塑料或纸介质把两张金属箔隔开然后卷成一个卷筒制成的。这种结构的电容具冇相当大的fi感，而且当频率只要超过儿兆赫时主要

6、起电感的作用。对于高频去耦更合适的选择应该是单片陶瓷电容器，因为它们具冇很低的等效串联电感。单片陶瓷电容器是由多层夹层金屈薄膜和陶瓷薄膜构成的，而口这些多层薄牍是按照母线平行方式排布的，而不是按照串行方式卷绕的。单片陶瓷电容的不足Z处是具冇颤噪声(即对振动敏感)，所以冇些单片陶瓷屯容器可能会出现自共振，具冇很高的Q值，因为串联电阻值及与其在一起的屯感值都很低。另外，圆片陶瓷电容器，虽然价格不太贵，但有时电感很大。问：在电容器选择表中，我看到“损耗因数”这个术语。请问它的含义是什么？答：好。因为电容器的泄漏电阻、等效串联电阻和等效串联电感，这三项指标儿乎总是很难分开，所以许多电容器制造丿-家将

7、它们合并成一项指标,称作损耗因数(disspationfactor),或DF,主要用来描述电容器的无效程度。损耗因数定义为电容器每周期损耗能最与储存能量之比。实际上，损耗因数等于介质的功率因数或相角的余弦值。如果屯容器在关心频带范用的高频损耗可以简化成串联电阴模型，那么等效串联屯阻与总容抗Z比是对损耗因数的一种很好的估算，即DFQ3RESRC还可以证明，损耗因数等丁•电容器品质因数或Q值的倒数，在电容器制造厂