旁路电容和去耦电容

通过一次关于基本知识的对话，让我们深入考察那没有什么魅力但是极其关键的旁路电容和去耦电容。 编辑引言：旁路电容是关注度低、没有什么魅力的元器件，一般来说，在许多专题特写中不把它作为主题，但是，它对于成功、可靠和无差错的设计是关键。来自 Intersil 公司的作者Dav id Ritter 和Tamara Schmitz 参加了关于该主题的进一步对话。本文是对话的第一部分。Dav e 和Tamara 信仰辩论的价值、教育的价值以及谦虚地深入讨论核心问题的价值；简而言之，为了获取知识而展开对一个问题的讨论。下面请“聆听” 并学习。 Dav id: 有一种观念认为，当我们做旁路设计时，我们对低频成分要采用大电容(微法级)，而对高频成分要采用小电容(纳法或皮法级)。 Tamara: 我赞成，那有什么错吗？ Dav id: 那听起来很好并且是有意义的，但是，问题在于当我在实验室中验证那个规则时并未得到我们想要的结果！我要向您发出挑战，Tamara 博士。 Tamara: 好啊！我无所畏惧。 Dav id: 让我们看看，你有一个电压调整器并且它需要电源。电源线具有一些串联阻抗(通常是电感以及电阻)，这样对于短路来说，它在瞬间提供的电流就不会出现大变化。它需要有一个局部电容供电，如图 1 所示。 图 1：旁路电容的功能。 Tamara: 我到目前均赞成你的观点。那就是旁路的定义。Dav e，接着说吧。 Dav id: 例如，有些人可能用 0.1 μ F 电容进行旁路。他们也可能用一个 1000pF 的电容紧挨着它以处理更高的频率。如果我们已经采用了一个 0.1 μ F 的电容，那么，紧挨着它加一个1000pF 电容就没有意义。它会增加 1%的容值，谁会在意？ Tamara: 然而，除了电容值之外，有更多要研究的内容。这两种数值的电容均不理想。 Dav id: 我们必须考察0.1 μ F 的实际电路；它存在有效串联电阻(ESR)以及有效串联电感(ESL)。 Tamara: 有时候，你还要把介质损耗一项当成一个并联电阻来考虑，如图 2 所示。 图2：旁路电容的模型。 Dav id: 现在，当我们遇到具有瞬态特性的这一损耗时，我们假设0.1 μF 电容的ESL 远远大约1000pF 的电容。我们需要某一器件在短期内供电，因ESL 的存在而让0.1 μF 的电容做不到这一点。假设就在于1000pF 的电容具有更低的ESL，因此，能够提供更好的电流。 Tamara: ESL 与你获得以及封装的电容的类型有关。其数值可能完全独立于电容本身的尺寸和数值，如图3 所示。 Dav id: (显示出对年轻...