电容去耦原理(解释十分透彻)

电容退耦原理 采用电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。这种方法对提高瞬态电流的响应速度，降 低电源分配系统的阻抗都非常有效。 对于电容退耦，很多资料中都有涉及，但是阐述的角度不同。有些是从局部电荷存储（即 储能）的角度来说明，有些是从电源分配系统的阻抗的角度来说明，还有些资料的说明更 为混乱，一会提储能，一会提阻抗，因此很多人在看资料的时候感到有些迷惑。其实，这 两种提法，本质上是相同的，只不过看待问题的视角不同而已。为了让大家有个清楚的认 识，本文分别介绍一下这两种解释。 4.1 从储能的角度来说明电容退耦原理。 在制作电路板时，通常会在负载芯片周围放置很多电容，这些电容就起到电源退耦作用。 其原理可用图 1 说明。 图 1 去耦电路 当负载电流不变时，其电流由稳压电源部分提供，即图中的 I0，方向如图所示。此时电容 两端电压与负载两端电压一致，电流 Ic 为 0，电容两端存储相当数量的电荷，其电荷数量 和电容量有关。当负载瞬态电流发生变化时，由于负载芯片内 部晶 体 管 电平 转 换 速度极 快 ，必 须 在极 短 的时间 内 为负载芯片提供足 够 的电流。但是稳压电源无 法很快 响应负载电 流的变化，因此，电流 I0 不会马 上满 足 负载瞬态电流要求 ，因此负载芯片电压会降低。但 是由于电容电压与负载电压相同，因此电容两端存在电压变化。对于电容来说电压变化必 然 产 生电流，此时电容对负载放电，电流 Ic 不再 为 0，为负载芯片提供电流。根 据 电容等 式 ： （公 式 1） 只要电容量 C 足 够 大，只需 很小 的电压变化，电容就可以 提供足 够 大的电流，满 足 负载瞬 态电流的要求 。这样 就保 证 了负载芯片电压的变化在容许 的范 围内 。这里 ，相当于电容预 先 存储了一部分电能，在负载需 要的时候释放出 来，即电容是储能元 件 。储能电容的存在 使负载消耗的能量得到快速补充，因此保证了负载两端电压不至于有太大变化，此时电容 担负的是局部电源的角色。 从储能的角度来理解电源退耦，非常直观易懂，但是对电路设计帮助不大。从阻抗的角度 理解电容退耦，能让我们设计电路时有章可循。实际上，在决定电源分配系统的去耦电容 量的时候，用的就是阻抗的概念。 4.2 从阻抗的角度来理解退耦原理。 将图 1 中的负载芯片拿掉，如图 2 所示。从 AB 两点向左看过去，稳压电源以及电容...