电容
文档说明
- 本文档用于收纳电容的基础原理与常见用途.
- 更偏嵌入式选型与阻容搭配的内容, 可参考 嵌入式元器件选型笔记.
基本概念
电容常被概括为“通交流, 阻直流”.
定义式:
C = Q / V- 平行板模型可近似写为
C = εS / d
串联与并联
串联
- 串联后总电容变小.
- 每个电容分担总电压, 因此整体耐压能力会提高.
公式:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...
并联
- 并联后总电容变大.
- 各支路电压相同, 整体耐压受最弱的一只限制.
公式:
C = C1 + C2 + C3 + ...
常见用途
滤波电容
用于整流或电源输入输出位置, 让直流更平滑.
去耦电容
用于芯片电源附近, 提供局部瞬态电流, 抑制高频开关噪声沿电源线传播.
旁路电容
为交流或高频噪声提供一条低阻抗通路, 常用于把噪声旁路到地.
去耦与旁路的区别
- 去耦更强调“给器件本地供能 + 切断噪声传播通路”.
- 旁路更强调“给高频分量一条低阻抗泄放路径”.
- 在很多实际板级设计中, 两者会同时出现, 甚至由同一组电容共同承担.
常见材质
C0G
- 稳定性高, 损耗小.
- 适合高频, 振荡, 谐振等场景.
X7R / X5R
- 容值较大, 综合性能较好.
- 常用于去耦, 旁路, 一般电源场景.
Y5V
- 可用但稳定性较差.
- 对温漂和容量变化不敏感的场景才适合使用.
嵌入式常见经验
- 小电容更适合处理高频噪声.
0.1uF常作为数字电路附近的去耦电容起点.- 若电源路径阻抗较高, 往往还需要叠加
1uF ~ 10uF的储能电容.