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為什麼要使用去耦電容?去耦電容的工作原理。

去耦電容總結
           

1 理想電容,實際電容?

理想電容:一個完美的電容,自身不會産生任何能量損失,在任何頻率下都呈現“容性”。

實際電容:實際上,因為制造電容的材料有電阻,電容的絕緣媒體有損耗,各種原因導緻電容變得不“完美”。實際上的電容等于等效串聯電感ESL、等效串聯電阻ESR、與理想電容的串聯,是以其特性與頻率有關。

2 用電晶片為什麼要加去耦電容?

用電晶片加去耦電容有兩個原因。

一:為了使電源能夠穩定地輸入到晶片上(電源要時刻滿足負載瞬态電流的提供、可以從儲能的角度了解)。

二:除去電源的高頻噪聲。

3 負載瞬态電流?

晶片要正常工作,需要一定的工作電流,當電源提供的電流小于負載瞬态電流的時候,晶片便不能正常工作,為了讓其在這種情況下還能正常工作,可以加适當大小的電容,作為儲能作用,當電源提供的電流小于負載瞬态電流的時候,電容會放電,提供電流,此時晶片可以正常工作。(電容的大小會影響瞬态電流的響應速度,因為一般電容越大,ESL越大,而ESL會阻礙電容給負載提供電流)

4自諧振對去耦電容影響?

由于ESL的存在,實際電容都會産生自諧振,也即會存在諧振頻率,當頻率高于諧振頻率時電容會顯“感性”此時電容可看做是電感,無電容特性,當頻率低于諧振頻率時電容會顯“容性”,當頻率等于諧振頻率時電容會顯“阻性”此時電容的“容性”與“感性”互相抵消,此時實際電容的阻值最小。

6 去耦原理?

電容要達到2中的穩定電源的作用,必須要顯“容性”,是以諧振頻率不能設定太低,要讓電容處于“容性”狀态下。是以必須減小ESL,(一般電容越大,ESL越大),是以有些晶片使用手冊會建議去耦電容不能大于某值。

電容要達到2中的除高頻噪音的作用,可以設法将該頻率下的高頻噪音通過地濾掉,可通過将電容的諧振頻率設定為此高頻噪音的頻率,這是電容阻抗最小,高頻噪音的以濾掉。

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