三端电容器简述-完善普通MLCC性能

[导读]三端电容是一种特殊结构的电容器，它与普通电容器的区别在于，它有三根引线，其中一个电极上有两根引线。这样一个微小的改变，却使电容器的滤波效果发生了很大的改善。

三端电容是一种特殊结构的电容器，它与普通电容器的区别在于，它有三根引线，其中一个电极上有两根引线。这样一个微小的改变，却使电容器的滤波效果发生了很大的改善。普通电容的引线电感对于电容的高频滤波的作用是有害的，而三端电容却巧妙地利用了引线电感，构成了一个T型低通滤波器。三端电容的高频滤波效果比普通电容改善了很多。如果在三端电容的两根连在一起的引线上分别安装一个铁氧体磁珠，则会大大增加T型滤波器的滤波效果。这就是我们常说的片状滤波器。无论采用什么器件，这一点都是十分重要的。即使对于三端电容器，如果接地引线过长，引线的电感也是十分有害的，会使滤波性能大打折扣。对于滤除差模干扰的滤波器，只要在布线时保证等效成电容的引线的走线尽量短就可以了，对于滤除共模干扰的滤波器，还要保证线路板与机箱之间的接地良好。一般可以通过簧片或导电布衬垫接地。另外，用于I/O接口滤波接地目的的地线要单独安排，并且仅与线路板的其它地线在一点连接(这称为“干净”地)。当使用π型滤波电路时，这一点更重要。滤波器要并排安装，否则，已经滤波的和没有滤波的信号之间会发生串扰，使总体滤波失效。当需要滤波的引线较多时，使用多路滤波器(该公司有产品，分别对应π型滤波电路和T型滤波电路)。滤波器与机箱上电缆接口之间的引线要短，可以加一个隔挡层。三端电容是一种特殊结构的电容器，它与普通电容器的区别在于，它有三根引线，其中一个电极上有两根引线。这样一个微小的改变，却使电容器的滤波效果发生了很大的改善。普通电容的引线电感对于电容的高频滤波的作用是有害的，而三端电容却巧妙地利用了引线电感，构成了一个T型低通滤波器。三端电容的高频滤波效果比普通电容改善了很多。如果在三端电容的两根连在一起的引线上分别安装一个铁氧体磁珠，则会大大增加T型滤波器的滤波效果。这就是我们常说的片状滤波器。

早期苹果手机的硬件设计在业界享有很高的声誉，技术领先，主要体现在以下方面：

整合性设计：苹果采用垂直整合的设计理念，掌控硬件和软件的整个生态系统。这种一体化设计使得硬件和软件之间更好地协同工作，提供更流畅、高效的用户体验。高质量的材料和制造工艺：苹果注重采用高质量的材料，如航空级铝合金和强化玻璃，以及精密的制造工艺。这不仅提高了设备的耐用性，还为用户提供了更高的品质感。卓越的显示技术：苹果手机采用高分辨率的Retina显示屏幕，具有出色的色彩还原和高对比度。此外，技术如True Tone和ProMotion等提供更自然的色彩和更平滑的屏幕滚动效果。先进的摄像头技术：苹果手机的摄像头一直是业界的领先者之一。他们采用先进的图像传感器、图像信号处理器和优化算法，提供出色的照片和视频质量，同时支持多种拍摄模式和功能。优化的硬件性能：苹果手机的硬件配置经过精心优化，确保硬件与软件的协同工作。即便配置相对较低，由于操作系统的优化，用户仍然能够获得良好的性能体验。二对于硬件工程师来说，电容器无处不在。

对比先后三代iphone手机原理图中电容器使用的变化可以看出一些端倪，以此管中窥豹。

1 从iphone手机上电容器的变迁说起这是iphone4上的电容器，很显然，主要都是普通的两端子MLCC。这是iphone5上的电容器，很显然，主要都是普通的两端子MLCC。

重点来了，下图是iPhone6s的原理图，在这份电路图中不难看出，苹果大量的应用了三端电容器。

2 三端电容器简述-完善普通MLCC性能对于常见的电容来说，都是有两个端口，普通的引线型陶瓷电容器(二端子)结构如下图。

由于其引线端子部分带有微小的残留电感，因此在作为旁路电容使用时，会与地面产生电感。在电容器的插入损耗图中，理想的电容器的插入损耗应该如图中虚线所示，逐渐增大。但是，我们实际应用中插入损耗的曲线图无一例外是如实线类似的曲线，大家可否想过其中缘故? 原因简单来说，由于实际的电容器是存在残留电感的，因此会产生干扰，降低频率性能，因此，会产生如实线所示的V字形插入损耗曲线，如下图所示。

三端子电容器是为改善二端子电容器的高频特性而对引线端子的形状进行改进后形成的陶瓷电容器。如图所示，三端子电容器在单侧引出两根引线端子。将两根引出的引线分别连接至电源和信号线的输入、输出端，将相反一侧接地，即可形成如图所示的等效电路图。通过这种连接方式，两根引线侧的引线电感将不进入大地侧，由此可极大地减小接地电感。

此外，它有三根引线，其中一个电极上有两根引线。这样一个微小的改变，却使电容器的滤波效果发生了很大的改善。普通电容的引线电感对于电容的高频滤波的作用是有害的，而三端电容却巧妙地利用了引线电感，构成了一个T型低通滤波器，能够起到降低干扰的作用。

上图为片状三端子电容器的结构图。在芯片两端接地，夹住电介质，使贯通电极与接地电极交互层叠，从而形成类似于穿心电容器的结构。等效电路如图所示，贯通电极的电感与其在引线型三端子电容器中的情况一样，起到类似于T型滤波器的电感的作用，因此可减小残留电感的影响。

此外，由于接地端连接距离较短，因此该部分的电感也非常微小。并且，由于接地端连接两端，因此呈并联连接状态，电感也将降低了很多。

3 三端电容器强悍的性能

三端电容器介绍：结构：三端电容器通常有三个引脚，分别是正极(VCC)、负极(GND)和信号输出(OUT)。这种结构使得它可以在电路中作为耦合电容器或去耦电容器使用。材料：三端电容器一般采用陶瓷材料制成，常见的有X7R、X5R等。这些陶瓷材料具有稳定的温度特性和较高的介电常数，使得三端电容器在不同环境条件下都能提供可靠的性能。容值范围：三端电容器的容值范围较广，可以满足不同电路的需求，从几pF到数百μF都有。

首先，对对片状三端子电容器与片状二端子多层电容器的插入损耗特性进行比较。由于两种组件的电容量相同，因此在低频范围内特性相同。但是二端子电容器在频率超过10MHz后性能便开始下降，而三端子电容器则在超过100MHz后才会出现性能下降。所以，片状三端子电容器在一定程度的高频范围内都不会出现性能下降，因此它适用于需要去除高频干扰的case。

3.1 优点一：低ESL 三端子电容器的等效串联电感(ESL)更低，为了优化高频特性，电容器适合用于高速电子设备电源去耦的case。

3.2 优点二：有效减少元器件数量。使用了低ESL电容器，可维持与2端子电容器相同功能，并极大减少元器件数量，这在寸土寸金的移动端PCB板来说极为重要。

使用片状三端子电容器优化旁路电容器

旁路电容器性能比较，这方面三端电容器性能也非常逆天

没有电容器

MLCC 0.22 X4

片状三端子电容器1ufx1

三端电容器具有独特的结构，包括两个贯通电极和两个接地电极。这种设计使得电流通过电容的距离较短，并且可以形成类似于穿心电容器的结构，具有更低的等效电感(ESL)和自谐振频率点，以及更好的高频衰减特性。

4. 相比传统的二端电容器，三端电容器具有以下优势：

更低的等效电感(ESL)：由于其独特的结构，三端电容器具有更低的等效电感，这使得它能够更好地抑制高频噪声。

更高的自谐振频率点：由于三端电容器的结构特点，其自谐振频率点更高，有效滤波的频带范围更宽泛。

更好的高频衰减特性：三端电容器的ESL较低，因此其高频衰减特性更好。