安規(guī)電容器諧振頻率、ESR與阻抗頻率特性
任何一個(gè)安規(guī)電容器都有它自身的諧振頻率,即自身電容量與寄生電感形成串聯(lián)諧振的頻率。在相同封裝時(shí),寄生電感基本相同,自然,電容量越大諧振頻率越低,而且封裝尺寸越小,諧振頻率越高。
第一類安規(guī)陶瓷介質(zhì)電容器的ESR隨頻率而上升,隨著頻率的降低,ESR特性逐漸平緩。
第一類介質(zhì)如C0G介質(zhì)電容器的ESR隨電容量的增加而減小,其原因是明顯的,隨著電容量的增加極板的面積也增加,在相同封裝條件下只能采取增加極板的層數(shù)獲得,由于每層極板的ESR基本相同,并聯(lián)的極板數(shù)增加,ESR必然減小。
特性可以分為三部分:容性部分,諧振部分,感性部分。容性部分時(shí)電容器表現(xiàn)電容器特性,符合:Xc=(1π·C)-1,阻抗隨頻率的上升而下降,諧振部分時(shí)電容器寄生電感的感抗隨頻率增大到接近容抗的程度,由于感抗與容抗的符號(hào)正相反,因此,在這一頻段電容器的司機(jī)阻抗小于電容器的容抗,當(dāng)感抗等于容抗時(shí),即諧振狀態(tài),容抗被感抗抵消,僅剩ESR。隨著頻率的進(jìn)一步上升,感抗開始大于容抗,電容器開始逐漸表現(xiàn)為電感特性。
第二類介質(zhì)電容器的阻抗頻率特性與第一類介質(zhì)電容器相似,特性也可以分為三部分:容性部分,諧振部分,感性部分。特性曲線的形狀也基本相同。與第一類介質(zhì)電容器不同的是,一般第二類介質(zhì)電容器的電容量遠(yuǎn)比第一類電容器的電容量大,特性曲線所在的頻段相對(duì)第一類介質(zhì)電容器低。如電容量為10nF電容器的諧振頻率約為50MHz,電容量為100nF電容器的諧振頻率下降到不到20MHz,電容量為10μF電容器的諧振頻率則降低到2MHz。
與第一類介質(zhì)電容器相似,隨著電容量的增加,ESR也隨之降低。不同的事ESR的頻率特性有所變化,以X5R介質(zhì)的50V/10μF電容器為例,低頻率的增加而下降,大約到100kHz,在100kHz~1MHz范圍的ESR降低到最低值,1MHz以上的頻段ESR則隨頻率的上升而增加。