電容特性

2021-02-15 家電維修免費資料

在消費類電子產品系統中，體積越來越小，器件擺放越來越密，模擬、數字部分已很難通過布局有效分開，系統設計工程師往往在電源網絡中使用很多電容，衰減高頻數字噪聲，期望能「淨化」電源，減少對模擬電路的幹擾。 

在電壓調整器中，在輸入、輸出端通常都各有一隻電容，跨接在輸入、輸出管腳和地(GND)之間。輸入電容的主要作用是濾除交流噪聲，抑制輸入端的電壓變化。而輸出電容的作用，除了構成反饋環路的一部分之外(增加一個額外的零點，當然不可避免的也要帶來一個極點，提高環路的相位裕量)，還可以抑制由於負載電流或者輸入電壓瞬變引起的輸出電壓變化。從某種角度來說，濾除交流噪聲與抑制電壓突變在本質上是一回事，那就是去除交流信號。 

電容的特性 

不同介質種類的電容，其自身特性相差甚遠。在描述電容的特性之前，我們需要了解以下幾個參數： 

電阻—符號R，是指通過導體的直流電壓與電流之比，單位為歐姆。 

電抗—符號X，是交流電路中由電感和電容引起的阻抗部分，包括感抗(XL)和容抗(XC)，單位為歐姆。 

阻抗—符號Z，是一個複合參數，實部為電阻，虛部為電抗，單位為歐姆，所以阻抗也可以表示為：Z = R + jX。 

電導—符號G，是指通過導體的直流電流與電壓之比，電阻的倒數，單位為西門子。 

電納—符號B，是導納的虛數部分，包括容納(BC)和感納(BL)，單位為西門子。 

導納—符號Y，是阻抗Z的倒數，也是一個複合參數，實部為電導，虛部為電納，單位為西門子，也可以表示為：Y = G + jB

導納Y通常表示的是器件並聯的情況，而阻抗Z表示的則是器件串聯的情況，見圖1。 


W=2πf

電容: Z=R+jX=R+1/jwc=R+1/j2πfc=R-j1/2πfc

電感: Z=R+jX=R+jwL=R+j2πfL


圖1：阻抗與導納的表示方法。 

所。同樣θ< 0℃，則說明器件有容性，越接近-90℃，容性越強，當θ=-90℃時，為純容性器件。常見的幾種類型的電容特點如表1所示， 


表1：不同種類電容的優缺點。

現實中並沒有純電阻，也沒有純電容或電感，都是這幾種理想器件的組合。實際的電解電容的等效電路可以表示如圖2所示。其中：Ra—介質吸收引起的電阻，Ca—介質吸收引起的電容，RLE—漏電引起的電阻，RL—引線引起的電阻，LL—引線引起的電感。實際的多層陶瓷電容的等效電路則可以如3表示，對於用作濾波作用的電容，當然不希望有ESL，即使在高頻也保持良好的容性，即θ等於或接近-90度。



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