选择电容的考虑因素
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在选择一个具体电容时,不仅要考虑其自谐振频率,还同样要考虑电容的介质材料工艺。电容产品中最常用的介质材料是BTC(Barium Titanite Ceramic)。这种材料有高的介电常数,能允许小体积的电容器有大的电容值。设计和制造工艺的差别,使其自谐振频率范围为1~20 MHz。工作频率超过自谐振频率后,由于介质的损耗因素变成主要因素,使得BTC的性能下降,最高使用频率为50 MHz。
另一种广泛使用的电介质材料是NPO(锶硝石),由于它的介电常数非常小,因此具有更好的高频特性和温度稳定性。与其他易受外界温度和环境变化的电容相比较,NPO的电容值在很宽泛的温度环境下基本保持不变。
VLSI及高速元件(如CMOS、EOL、BOT逻辑门器件)需要并联去耦电容。元器件的转换速率越陡峭,产生的射频电流频谱就越大。去耦电容的并联放置一股用于过滤高频RF能量并能对电源板噪声产生旁路作用。多个成对电容围绕VLSI四周放置在电源和接地引脚之间。在50 MHz系统下,最典型的高频去耦电容是0,1 pF与0.001 pF并联;在更高的时钟频率下则为0.01 pF与100 pF并联。
在PCB上1英寸(1英寸=2.54厘米)的方格上放置一个1 nF的电容(具有非常高的自激频率),能对信号线和电源板产生的RF电流给予额外的保护,尤其是在高密度分层的PCB上。虽然这些额外的去耦电容的放置位置无法精确计算,但从PCB的模板分析中可见,它们仍然需要继续 提供去耦旁路。根据PCB的谐振结构不同,方格上放置的电容值可以小到从30~40pF下等。
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