如何理解
贴片电容Q值和ESR值:
评估高频贴片电容器的一个重要性能指标是品质因素Q,或者是与其相关的等效串联电阻(ESR)。為客户提供和完整的性能资料。為了达到这个目标,这篇文章里我们详细的讨论Q和ESR的测量方法和理解。
理论上,电容器应该表现為ESR為零欧姆、纯容抗性的无阻抗元件。不论何种频率,电流通过电容时都会比电压提前正好90度的相位。
实际上,电容会或多或少存在值的ESR。一个特定电容的ESR随著频率的变化而变化,并且是有等式关系的。这是由於ESR的来源是导电电极结构的特性和绝缘介质的结构特性。為了模型化分析,把ESR当成单个的串联寄生元。过去,所有的电容参数都是在1MHz的标準频率下测得,但当今是一个高频的世界,1MHz的条件是远远不够的。一个性能好的高频电容给出的典型参数值应该為:200MHz ,ESR=0.04Ω;900MHz, ESR=0.10Ω;2000MHz,ESR=0.13Ω。
贴片电容Q值是一个无量纲数,数值上等於电容的电抗除以寄生电阻(ESR)。Q值随频率变化而有很大的变化,这是由於电抗和电阻都随著频率而变。频率或者容量的改变会使电抗有著非常大的变化,因此Q值也会跟著发生很大的变化。从公式一和二上可以体现出来:
公式一:|Z| = 1 / ( 2πf C)其中,|Z|為电抗值,单位Ω;f為频率,单位Hz;C為容量,单位元F。
公式二:Q = |Z| / ESR其中,Q代表“品质因素”,无量纲;|Z|為电抗值,单位Ω;ESR為等效串联电阻,单位Ω。
这种测试方法作為在射频RF上测量Q和ESR 的行业标準而长期存在。因為该方法依赖於信号发生器的频率度(该频率可以的测量),所以该资料的採样方式的。现代的电容ESR非小,以至於这个测量方法的精度也只能达到接近±10%。但不管如何,这仍然是在射频RF方面有效测量Q和ESR的方法。
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