电容知识分享：电容的作用解析-KIA MOS管
电容的作用
1）电容的作用之一：电荷缓冲池
器件工作时电源的负载时动态的，即运行器件的电流和功耗时不断变化的，为了保证器件工作的电压不随电流和功耗的剧烈变化而同程度变化，我们希望器件的电压尽量稳定。
在这种情况下，需要为器件提供一个缓冲池，以便当外界环境剧烈变化时，器件的工作能够保持相对稳定。
电容的本质是储存电荷和释放电荷，根据公式：
Δ U = Δ Q/C
Δ U 表示电容两端电压的变化量
Δ Q 表示电容两端电荷的变化量
C为电容容值
当运行器件电流变化时（ Δ Q= Δ Ixt,即电荷Q需求不断变化）,根据上述公式可知： 通过电容电荷变化来减少电压的变化（电压变化幅度 Δ U与电容容值有关），从而保持器件工作电压的稳定。
因此，电容的作用之一就是电荷缓冲池，保持工作电压的稳定。
2）电容作用之二：高频噪声的重要泄放通路
对于高速运行的电路而言，无时无刻不存在状态的转变。比如芯片内部开关管状态切换。这种高速的转变将在电路上产生大量的噪声等干扰。从频谱上看，这些干扰在相当大程度上处于有效的2次/3次等倍频频率。
在电源传输路径上，需要将这些干扰泄放到相对稳定的地平面上，以免影响器件的工作。根据 Z=1/（j ω \omega ωC)，当频率较高时，电容表现为低阻抗，因此，可将电容作为高频噪声的重要泄放通路。
3）电容的作用之三：实现交流耦合
当两个器件通过高速信号互连时，信号两端的器件可能对直流分量有不同的要求。
例如，A和B两个器件之间通过高速差分对信号互连，但A器件工作于1.8V，B器件工作于3.3V，则A器件驱动的差分对信号将携带1.8V直流分量，导致信号到达接收端B器件时无法被识别；
对于这种情况，需要将信号所携带的发送端的直流分量在达到接收端前滤除掉，即隔离信号两边器件的直流分量。基于电容的通交流，阻直流的天然特性，电容具有这种隔离功能(交流耦合AC couple 和直流隔离 DC Blocking)。
电容等效电路及关键参数分析
电容的等效电路如下图所示：
电容器并不是纯粹的电容，而是带有电阻、电感等成分的小电路。
ESL: Equivalent Series Inductance, 等效串联电感
由电容器器件的引脚电感和电容器器件两极间等效电感串联而成，主要取决于封装。
随着封装的增大，ESL值将随之增大。
ESR: Equivalent Series Resistance, 等效串联电阻
由电容器件的引脚电阻和电容器两极间等效电阻构成。主要取决于电容的工作温度、工作频率以及电容体本身的导线电阻等。
Rleak:并联泄露电阻
取决于电容器件本身特有的泄露特性。
Rated Voltage: 额定电压，器件最高工作电压不能超过该值。
Rated Ripple Current: 额定纹波电流，此参数的值越大，表示承受大电流冲击的能力越好。
Tangent of loss angle:电容损耗角正切值。
理想电容工作时，只会产生的无功功率Q(无功功率)，由于电容内部存在ESR及泄露电流，实际应用中会产生一定的损耗功率P，定义 tan δ =P/Q, tan δ 就称为电容损耗角正切值。这个值越小，电容的功率损耗就越小。
Leakage Current: 电容内部存在Rleak,因此存在泄露通路，该参数用于定义流过电容的泄露电流。
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