如何理解
貼片電容Q值和ESR值:
評(píng)估高頻貼片電容器的一個(gè)重要性能指標(biāo)是品質(zhì)因素Q,或者是與其相關(guān)的等效串聯(lián)電阻(ESR)。為客戶提供和完整的性能資料。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo),這篇文章里我們?cè)敿?xì)的討論Q和ESR的測(cè)量方法和理解。
理論上,電容器應(yīng)該表現(xiàn)為ESR為零歐姆、純?nèi)菘剐缘臒o阻抗元件。不論何種頻率,電流通過電容時(shí)都會(huì)比電壓提前正好90度的相位。
實(shí)際上,電容會(huì)或多或少存在值的ESR。一個(gè)特定電容的ESR隨著頻率的變化而變化,并且是有等式關(guān)系的。這是由於ESR的來源是導(dǎo)電電極結(jié)構(gòu)的特性和絕緣介質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性。為了模型化分析,把ESR當(dāng)成單個(gè)的串聯(lián)寄生元。過去,所有的電容參數(shù)都是在1MHz的標(biāo)準(zhǔn)頻率下測(cè)得,但當(dāng)今是一個(gè)高頻的世界,1MHz的條件是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。一個(gè)性能好的高頻電容給出的典型參數(shù)值應(yīng)該為:200MHz ,ESR=0.04Ω;900MHz, ESR=0.10Ω;2000MHz,ESR=0.13Ω。
貼片電容Q值是一個(gè)無量綱數(shù),數(shù)值上等於電容的電抗除以寄生電阻(ESR)。Q值隨頻率變化而有很大的變化,這是由於電抗和電阻都隨著頻率而變。頻率或者容量的改變會(huì)使電抗有著非常大的變化,因此Q值也會(huì)跟著發(fā)生很大的變化。從公式一和二上可以體現(xiàn)出來:
公式一:|Z| = 1 / ( 2πf C)其中,|Z|為電抗值,單位Ω;f為頻率,單位Hz;C為容量,單位元F。
公式二:Q = |Z| / ESR其中,Q代表“品質(zhì)因素”,無量綱;|Z|為電抗值,單位Ω;ESR為等效串聯(lián)電阻,單位Ω。
這種測(cè)試方法作為在射頻RF上測(cè)量Q和ESR 的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而長(zhǎng)期存在。因?yàn)樵摲椒ㄒ蕾囲缎盘?hào)發(fā)生器的頻率度(該頻率可以的測(cè)量),所以該資料的採樣方式的?,F(xiàn)代的電容ESR非小,以至於這個(gè)測(cè)量方法的精度也只能達(dá)到接近±10%。但不管如何,這仍然是在射頻RF方面有效測(cè)量Q和ESR的方法。
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