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【噪聲對(duì)策的基礎(chǔ) 第5講】片狀三端子電容器

發(fā)布時(shí)間:2014-07-17 責(zé)任編輯:willwoyo

【導(dǎo)讀】此專欄將為大家介紹有關(guān)靜噪對(duì)策的基礎(chǔ)知識(shí)。繼上回的片狀鐵氧體磁珠之后,這次我們將為大家?guī)?lái)片狀三端子電容器的介紹。

引線型陶瓷電容器

在介紹片狀三端子電容器之前,最好先了解一下引線型三端子電容器。這有助理解片狀三端子電容器的內(nèi)容。

普通的引線型陶瓷電容器(二端子)結(jié)構(gòu)
圖1為普通的引線型陶瓷電容器(二端子)結(jié)構(gòu)。在單板的電介質(zhì)兩側(cè)涂上電極,再安裝上引線端子即構(gòu)成引線型陶瓷電容器結(jié)構(gòu)。由于其引線端子部分帶有微小的電感(殘留電感),因此在作為旁路電容使用時(shí),會(huì)與地面產(chǎn)生電感。

將電容器作為旁路電容使用時(shí)的插入損耗特性示例
圖2是將電容器作為旁路電容使用時(shí)的插入損耗特性示例。在插入損耗圖中,越往下干擾越小。由于電容器的阻抗隨著頻率的增大而增大,因此在 高頻范圍內(nèi),插入損耗也應(yīng)該如圖中虛線所示,逐漸增大。然而,如上所述,由于電容器在實(shí)際使用中帶有殘留電感,因此會(huì)產(chǎn)生干擾,降低頻率性能,故表現(xiàn)出如 實(shí)線所示的V字型插入損耗曲線。[page]

三端子電容器單側(cè)引出2根引線

三端子電容器是為改善二端子電容器的高頻特性而對(duì)引線端子的 形狀進(jìn)行改進(jìn)后形成的陶瓷電容器。如圖3所示,三端子電容器在單側(cè)引出兩根引線端子。將兩根引出的引線分別連接至電源和信號(hào)線的輸入、輸出端,將相反一側(cè) 接地,即可形成如右圖所示的等效電路圖。通過(guò)這種連接方式,兩根引線側(cè)的引線電感將不進(jìn)入大地側(cè),由此可極大地減小接地電感。此外,由于兩根引線側(cè)的引線 的電感作用類似T型濾波器的電感,能夠起到降低干擾的作用。

將電容器作為旁路電容使用時(shí)的插入損耗特性示例
片狀多層陶瓷電容器與片狀三端子電容器

目前所使用的電容器多為片狀多層陶瓷電容器。圖4為二端子片狀多層電容器的結(jié)構(gòu)概念 圖。其結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為,夾著電介質(zhì)薄片,分別與兩側(cè)外部電極連接的內(nèi)部電極交錯(cuò)層疊。由于其為片狀結(jié)構(gòu),且無(wú)引線,因此該部分沒(méi)有殘留電感。然而,由于其內(nèi)部 還存在微量電感,因此在較高頻率下將導(dǎo)致性能下降。

與引線型的三端子電容器一樣,三端子電容器也可通過(guò)改變電極結(jié)構(gòu)提高高頻性能。圖為片狀三端子電容器的結(jié)構(gòu)概念圖。在芯片兩端接地,夾住 電介質(zhì),使貫通電極與接地電極交互層疊,從而形成類似于穿心電容器的結(jié)構(gòu)。等效電路如圖所示,貫通電極的電感與其在引線型三端子電容器中的情況一樣,起到 類似于T型濾波器的電感的作用,因此可減小殘留電感的影響。此外,由于接地端連接距離較短,因此該部分的電感也非常微小。并且,由于接地端連接兩端,因此 呈并聯(lián)連接狀態(tài),電感也將降低一半。[page]

圖6中對(duì)片狀三端子電容器與片狀二端子多層電容器的插入損耗特性進(jìn)行了比較。兩種元件的靜電容量相同,因此在低頻范圍內(nèi)特性相同。但是二端子電容 器在頻率超過(guò)10MHz后性能便開(kāi)始下降,而三端子電容器則在超過(guò)100MHz后才會(huì)出現(xiàn)性能下降。由于片狀三端子電容器在一定程度的高頻范圍內(nèi)都不會(huì)出 現(xiàn)性能下降,因此它適用于需要去除高頻干擾的情況。
片狀三端子電容器實(shí)際為四端

如圖5所示,片狀三端子電容器雖名為三端,但實(shí)為四端結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)?,雖然四端設(shè)計(jì)可減少接地端電感,但電氣特性方面,無(wú)論哪個(gè)端子都具備相同電位。而引線型三端子電容器原本就為三端結(jié)構(gòu),因此貼片化后仍被稱為"三端"。[page]

片狀三端子電容器的安裝方法


片狀三端子電容器具貫通端子與接地端子,因此與普通的二端子電容器相比,安裝方法有所不同。圖7為安裝示例。
將片狀三端子電容器作為旁路電容器安裝時(shí),應(yīng)在切斷信號(hào)或電源模式后,在其間連接上貫通電極,并在接地端子處準(zhǔn)備好接地模式進(jìn)行連接。為保持阻抗處于較低水平,必須盡量將接地模式短距離連接在穩(wěn)定的接地層上。使用雙面板與多層板時(shí),推薦以通孔連接至接地層。

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