电路中的旁路电容的原理及其应用技巧（二）
电容器在需要时提供必要的电流,以维持稳定的电源。因此,当从设备(集成电路)的内部噪声中选择用于旁路电源的电容器时,必须选择低引线电感的电容器。
MLCC或多层陶瓷贴片电容器是旁路电源的首选。
电容器放置
旁路电容器的放置非常简单。通常,旁路电容应尽可能靠近设备的电源引脚放置。如果距离增加,PCB上的多余粘性会转化为串联电感器和串联电阻器,从而降低电容器的有用带宽。
因此,电源引脚和旁路电容器之间较长的PCB走线会增加电感,并且会破坏首先引入旁路电容器的目的。
电容器尺寸
确定电容器的尺寸时,要考虑两件事。
从低到高切换引脚时所需的电流量
最大脉冲摆率可计算电容器的最大电流
输出负载效应
如果输出负载是纯电阻性的,则频率不会影响输出的上升和下降时间。但是,如果输出负载是电容性的,则频率的增加将导致更高的瞬态电流和电源振荡。
旁路电容在电路设计中的应用
在哪里使用旁路电容器?
下图显示了分压器偏置放大器的电路图。电阻R1,R2,RC和RE有助于晶体管以Q点偏置在负载线的中间。电阻RE为Q点增加了稳定性。
输入和输出端分别有两个耦合电容器C1和C2。C1将交流信号源耦合到晶体管的基极,而C2将放大信号耦合到负载。
但是讨论的设备是旁路电容CE。由于交流信号的放大,发射极电流很大。如果没有旁路电容,则大的交流发射极电流流经发射极电阻RE,RE两端的交流压降很大。
当RE两端的电压降减去Vin时,这将导致较小的交流基极电流。因此,输出电压降低,电压增益急剧降低。
我们需要提供一个低阻抗路径,以使交流发射极电流从发射极流到地,以防止电压增益损失。这可以通过在发射极和地之间连接一个电容器来实现,该电容器可以用作旁路电容器,以旁路交流发射极电流。
几乎所有的模拟和数字设备都使用旁路电容器。在这两种器件中,旁路电容器(通常为0．1μF的电容器)都非常靠近电源引脚放置。电源也使用旁路电容器,它们通常是较大的10μF电容器。
旁路电容器的值取决于器件,在电源情况下,其值在10μF至100μF之间;在IC情况下,其值通常为0．1μF,或由工作频率决定。
如果设备的带宽约为1MHz,则使用1pF旁路电容。如果带宽约为10MHz或更高,则使用0．1μF电容器。
在某些应用中,并联的旁路电容器网络用于过滤宽范围的频率。
电路中的每个有源器件都必须在电源引脚附近放置一个旁路电容器。如果有多个旁路电容器,则必须将较小容量的电容器放置在靠近设备的地方。
