快速了解電容的高頻特性
- 發(fā)布時間:2022-09-30 12:04:19
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01 高頻電容的作用
在射頻領(lǐng)域,貼片式電容的作用非常豐富,可以進行濾波器調(diào)諧、阻抗匹配、晶體管有源器件的偏置電路等等,了解電容的高頻特性顯得非常重要。
02 平行板電容器
當(dāng)平行板的尺寸大于其間隔時,常規(guī)電路分析理論對平行板電容器的電容定義如下:
其中A代表平板的面積,d代表平板的間隔,ε代表真空電容率,ε=1/4πk。理想情況下,平板間沒有電流。
03 電容器的阻抗表達式及損耗角正切
在高頻時,電介質(zhì)變得有損耗了(即有傳導(dǎo)電流存在)。所以電容器的阻抗表示成電導(dǎo)Ge和電納ωC 的并聯(lián)組合:
在上面的表達式中,直流電流起源于電導(dǎo)Ge=σA/d,其中σ是介質(zhì)的電導(dǎo)率。
目前習(xí)慣引入損耗角正切tanΔ,其中tanΔ=σ/ωε,將其帶入Ge的表達式中,得到:
Ge=σA/d=(ωεA/d)tanΔ=ωCtanΔ。
04高頻電容的等效模型
考慮到寄生引線電感L,引線歐姆損耗的串聯(lián)電阻Rs ,以及介質(zhì)損耗電阻Re。所以一個高頻電容的等效電路如下圖所示:
進一步電容器的阻抗表達式可以詳細表達如下:
所以電容的阻抗絕對值和頻率的關(guān)系如下圖所示:
解析:在低頻時,其電阻器的阻抗是線性下降,表現(xiàn)為容性特質(zhì);當(dāng)頻率到達一定值時,比如到了GHz時,出現(xiàn)了一個諧振點,使整個電容器的阻抗值達到了最低,通常來講會出現(xiàn)多個諧振點。當(dāng)頻率超過諧振點頻率之后,由于電感效應(yīng)的增強,使得整個電阻器的阻抗又繼續(xù)上升。
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