最好的去耦电容是表面安装型的多层瓷介电容(MLCC)。因为瓷介是真正的静电阻挡层(电荷分离元件),它们可以以任何所要求的速率释放它们所有的储存电荷。在实际应用中,它们的放电速率只受到元件本身的自感[等效串联电感(ESL)]和元件外部电路的限制。实际上,外部电路对所有类型的电容的放电速率都会形成限制。用于高频的特别设计的MLCC,如Murata制造公司所生产的GRH700系列。但由于它们的全球采购量不大,所以它们的价格要比一般的MLCC贵一些。
塑料介质具有介质吸收的缺点。因此,它们所储存的电荷并不是即时可以利用的。有些介质(比如聚四氟乙烯绝缘材料,聚碳酸酯)的性能要优于其他的一些材料,但它们的价格也相对要贵一些。通常,价格较低的聚酯介质电容的性能会随着使用频率增高到几兆赫时逐渐变差。由于塑料去耦电容本身的结构,它们倾向于具有高于MLCC的ESL。
最近几年中,MLCC在技术上已经有了十分巨大的突破,在封装尺寸极小的0201封装类型中,已有供应商可以提供采用性能优良的X7R或Z5U介质构成的100nF MLCC电容。它们较低的内部阻抗可以使它们在较低频率时的去耦性能做得和电解电容一样的好,但所需要的电容量仅为电解电容的五分之一(1/5)。因此,一个100nF的MLCC有时可以代替一个470nF的电解电容。目前仍然采用电解电容的唯一原因是高电压去耦的场合或者最低成本要求要比尺寸、重量和可靠性更为重要的情况。
一个去耦电容的ESL是与它相关联的IC以及两者之间的互连接所构成的电流环路电感的重要组成部分。请参阅本章4.2.5节和下面的图2-4-3。在设计中仔细考虑如何降低这个电流环路的电感是非常重要的。由此,正确选择使用具有低ESL的去耦电容也就相应变得非常关键了。(www.xing528.com)
通常,体积较小的和扁平形状的表面安装型MLCC会具有较低的ESL。标准的三端馈通电容可以用来获得较低的ESL。X2Y衰减器是另一类新发展起来的低ESL去耦电容。上述两种去耦电容都会在本章4.2.10节中给予详细讨论。
反纵横比外形的MLCC通常把它们的金属化的端头设置在沿着它们的长边边缘上,而不是设置在它们的短边边缘上(端头设置在短边的设计是表面安装电容的典型封装外形)。这样的外形封装也可以降低它们的ESL。例如,0508和0306类型就是这类反纵横比外形的封装(而不是像常用的0805和0603类型采用的典型封装)。AVX公司指出,一个0805 MLCC所具有的ESL仅大约为1nH,而一个0508类型的ESL则为400pH。而0306封装仅具有325pH的ESL。
AVX公司还供应交指型电容(IDC)和低电感芯片阵列(LICA)。它们都具有比反纵横比外形的去耦电容更低的ESL。例如,有文献指出,一个0508 IDC具有的ESL不会超过100pH。而LICA(使用网格焊球阵列封装)则更具有仅为不大于30pH的ESL。
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