模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)心得3頁

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電容篇（讀書心得）一、電容的不同用途1. 應(yīng)用于電源電路，實(shí)現(xiàn)旁路、去耦、濾波和儲能的作用。下面分類詳述之：1）旁路：旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進(jìn)行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時(shí)的電壓降。2）去耦：又稱解耦。從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電， 才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時(shí)候，

2、 電流比較大， 這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是所謂的“耦合”。去耦電容就是起到一個(gè)“電池”的作用，滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。 將旁路電容和去耦電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般取0.1F、0.01F等；而去耦合電容一般較大，可能是10F或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來確定。 旁路是把

3、輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。3）退耦是指對電源采取進(jìn)一步的濾波措施，去除兩級間信號通過電源互相干擾的影響。耦合常數(shù)是指耦合電容值與第二級輸入阻抗值乘積對應(yīng)的時(shí)間常數(shù)。2. 退耦三個(gè)目的：1）將電源中的高頻紋波去除，將多級放大器的高頻信號通過電源相互串?dāng)_的通路切斷；2）大信號工作時(shí)，電路對電源需求加大，引起電源波動(dòng)，通過退耦降低大信號時(shí)電源波動(dòng)對輸入級/高電壓增益級的影響；3）形成懸浮地或是懸浮電源，在復(fù)雜的系統(tǒng)中完成各部分地線或是電源的協(xié)調(diào)匹有源器件在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功

4、能就是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。4）濾波：從理論上（即假設(shè)電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實(shí)際上超過1F的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時(shí)會看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容，這時(shí)大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過，電容越小高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容（1000F）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。濾波就是充電，放電的過程。5）儲能：儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸

5、出端。電壓額定值為40450VDC、電容值在220150 000F之間的鋁電解電容器（如B43504或B43505是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時(shí)會采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式，對于功率級超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。3. 應(yīng)用于信號電路，主要完成耦合、振蕩/同步及時(shí)間常數(shù)的作用：1）耦合：舉個(gè)例子來講，晶體管放大器發(fā)射極有一個(gè)自給偏壓電阻，它同時(shí)又使信號產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合，這個(gè)電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件，如果在這個(gè)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)電容， 由于適當(dāng)容量的電容器對交流信號較小的阻抗，這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng)，故稱此電容為去耦電容。

6、 耦合指信號由第一級向第二級傳遞的過程，一般不加注明時(shí)往往是指交流耦合。從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時(shí)候，電流比較大，這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作。這就是耦合2）振蕩/同步：包括RC、LC振蕩器及晶體的負(fù)載電容都屬于這一范疇。3）時(shí)間常數(shù)：這就是常見的 R、C 串聯(lián)構(gòu)成的積分電路。當(dāng)輸入信號電壓加在輸入端時(shí)，電容（C）上的電壓逐漸上升。而其充

7、電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻（R）、電容（C）的特性通過下面的公式描述：  i = (V / R)e - (t / CR)。二、電容的分類1、鋁電解電容：電容容量范圍為0.1F 22000F，高脈動(dòng)電流、長壽命、大容量的不二之選，廣泛應(yīng)用于電源濾波、解耦等場合。2、薄膜電容：電容容量范圍為0.1pF 10F，具有較小公差、較高容量穩(wěn)定性及極低的壓電效應(yīng)，因此是X、Y安全電容、EMI/EMC的首選。3、鉭電容：電容容量范圍為2.2F 560F，低等效串聯(lián)電阻（ESR）、低等效串聯(lián)電感（ESL）。脈動(dòng)吸收、瞬態(tài)響應(yīng)及噪聲抑制都優(yōu)于鋁電解電容，是高穩(wěn)定電源的理想選擇。4、陶瓷

8、電容：電容容量范圍為0.5pF 100F，獨(dú)特的材料和薄膜技術(shù)的結(jié)晶，迎合了當(dāng)今“更輕、更薄、更節(jié)能“的設(shè)計(jì)理念。  5、超級電容：電容容量范圍為0.022F 70F，極高的容值，因此又稱做“金電容”或者“法拉電容”。主要特點(diǎn)是：超高容值、良好的充/放電特性，適合于電能存儲和電源備份。缺點(diǎn)是耐壓較低，工作溫度范圍較窄。去耦電容在集成電路電源和地之間有兩個(gè)作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1F，這個(gè)電容的分布電感的典型值是5H。0.1F的去耦電容有5H的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1F、10F的電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容，或1個(gè)蓄能電容，可選10F左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)表現(xiàn)為電