【电设基础】无源元器件二|电容

【电设基础】无源元器件二|电容

前言

    因为我们面向的是电路设计应用工程，所以我们在介绍元器件，注重是其功能作用，其构造组成并不是我们关心的重点。接下来的系列文章都将会是以这个方向作为讲解的。

电容的种类

    其实在电赛中我们常见的电容是贴片电容、电解电容、法拉电容。贴片电容使用范围很广，滤波、去耦、自举等功能，电解电容容值范围更大，在开关电源中作为滤波电容。法拉电容可作为存储提供能量的容器。具体电容比较可见附件。

这部分是介绍电容在电路中的作用

    滤波电容：它接在直流电压的正负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑,通常采用大容量的电解电容,也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。

    隔直电容：作用是阻止直流通过而让交流通过。

    旁路（去耦）电容：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。

    虽然他们的作用都是滤除不需要的频率成分，但它们还是有区别：旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。

    定时功能：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。

    输入信号由低向高跳变时，经过缓冲1后输入RC电路。电容充电的特性使B点的信号并不会跟随输入信号立即跳变，而是有一个逐渐变大的过程。当变大到一定程度时，缓冲2翻转，在输出端得到了一个延迟的由低向高的跳变。

    时间常数：以常见的 RC 串联构成积分电路为例，当输入信号电压加在输入端时，电容上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小，电阻R和电容C串联接入输入信号VI，由电容C输出信号V0，当RC (τ)数值与输入方波宽度tW之间满足：τ>>tW，这种电路称为积分电路

还有储能等作用。。。

电容的有效布线

    这张动图其实传递了如下的信息：

    在电源管脚上放置一个104（0.1μF）的电容能够有效抑制电源上的噪声，也就是能够对电源噪声去耦；

“电源 -- 去耦电容 -- 地”三点一线的距离越近，则去耦的效果越好；相同材料的电容，即便电容容量减少为1/10，去耦的效果并不会有什么明显变化，我们对于高频去耦用同样封装的器件，容值为0.01μF、0.1μF、1μF效果相差不大；同样容值，贴片（SMD）封装的电容比穿孔的电容效果更好，原因就是穿孔电容的管脚等效的电感要大很多，影响了去耦的效果；电源平面和地平面的使用，一方面可以让三点一线的路径更短，而且两个平面相当于一个大电容，也起到了去耦的作用。

    对于电源和地平面的去耦是通过电源和地平面之间形成电容来对高频噪声进行去耦的。应尽可能减小电源和地平面之间的距离，对于高速电路，一般内层会有完整的电源及地平面，这时去耦电容及IC的电源、地引脚直接过孔via打到电源、地平面即可，不需用导线连接起来。

        TOLIN核心板滤波电容的布局：

END