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高频电容的作用

GReq_mcu168 来源:射频美学 作者:射频美学 2022-06-24 11:15 次阅读

01 高频电容的作用

射频领域,贴片式电容的作用非常丰富,可以进行滤波器调谐、阻抗匹配、晶体管有源器件的偏置电路等等,了解电容的高频特性显得非常重要。

02平行板电容器

当平行板的尺寸大于其间隔时,常规电路分析理论对平行板电容器的电容定义如下:

89906bc2-f2cc-11ec-ba43-dac502259ad0.png

其中A代表平板的面积,d代表平板的间隔,ε代表真空电容率,ε=1/4πk。

理想情况下,平板间没有电流

8997f1a8-f2cc-11ec-ba43-dac502259ad0.png

03电容器的阻抗表达式及损耗角正切

在高频时,电介质变得有损耗了(即有传导电流存在)。所以电容器的阻抗表示成电导Ge和电纳ωC 的并联组合:

89a2a206-f2cc-11ec-ba43-dac502259ad0.png

在上面的表达式中,直流电流起源于电导Ge=σA/d,其中σ是介质的电导率。

目前习惯引入损耗角正切tanΔ,其中tanΔ=σ/ωε,将其带入Ge的表达式中,得到:

Ge=σA/d=(ωεA/d)tanΔ=ωCtanΔ。

04高频电容的等效模型

考虑到寄生引线电感L,引线欧姆损耗的串联电阻Rs,以及介质损耗电阻Re,

所以一个高频电容的等效电路如下图所示:

89ab39fc-f2cc-11ec-ba43-dac502259ad0.png

进一步电容器的阻抗表达式可以详细表达如下:

89bcde64-f2cc-11ec-ba43-dac502259ad0.png

所以电容的阻抗绝对值和频率的关系如下图所示:

89c50a26-f2cc-11ec-ba43-dac502259ad0.png

解析:在低频时,其电阻器的阻抗是线性下降,表现为容性特质;

当频率到达一定值时,比如到了GHz时,出现了一个谐振点,使整个电容器的阻抗值达到了最低,通常来讲会出现多个谐振点。

当频率超过谐振点频率之后,由于电感效应的增强,使得整个电阻器的阻抗又继续上升。

审核编辑 :李倩

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原文标题:浅谈电容的高频特性

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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