電容器在需要時提供必要的電流,以維持穩定的電源。因此,當從設備(集成電路)的內部噪聲中選擇用于旁路電源的電容器時,必須選擇低引線電感的電容器。
MLCC或多層陶瓷貼片電容器是旁路電源的首選。
電容器放置
旁路電容器的放置非常簡單。通常,旁路電容應盡可能靠近設備的電源引腳放置。如果距離增加,PCB上的多余粘性會轉化為串聯電感器和串聯電阻器,從而降低電容器的有用帶寬。
因此,電源引腳和旁路電容器之間較長的PCB走線會增加電感,并且會破壞首先引入旁路電容器的目的。
電容器尺寸
確定電容器的尺寸時,要考慮兩件事。
從低到高切換引腳時所需的電流量
最大脈沖擺率可計算電容器的最大電流
輸出負載效應
如果輸出負載是純電阻性的,則頻率不會影響輸出的上升和下降時間。但是,如果輸出負載是電容性的,則頻率的增加將導致更高的瞬態電流和電源振蕩。
旁路電容在電路設計中的應用
在哪里使用旁路電容器?
下圖顯示了分壓器偏置放大器的電路圖。電阻R1,R2,RC和RE有助于晶體管以Q點偏置在負載線的中間。電阻RE為Q點增加了穩定性。
輸入和輸出端分別有兩個耦合電容器C1和C2。C1將交流信號源耦合到晶體管的基極,而C2將放大信號耦合到負載。
但是討論的設備是旁路電容CE。由于交流信號的放大,發射極電流很大。如果沒有旁路電容,則大的交流發射極電流流經發射極電阻RE,RE兩端的交流壓降很大。
當RE兩端的電壓降減去Vin時,這將導致較小的交流基極電流。因此,輸出電壓降低,電壓增益急劇降低。
我們需要提供一個低阻抗路徑,以使交流發射極電流從發射極流到地,以防止電壓增益損失。這可以通過在發射極和地之間連接一個電容器來實現,該電容器可以用作旁路電容器,以旁路交流發射極電流。
幾乎所有的模擬和數字設備都使用旁路電容器。在這兩種器件中,旁路電容器(通常為0．1μF的電容器)都非常靠近電源引腳放置。電源也使用旁路電容器,它們通常是較大的10μF電容器。
旁路電容器的值取決于器件,在電源情況下,其值在10μF至100μF之間;在IC情況下,其值通常為0．1μF,或由工作頻率決定。
如果設備的帶寬約為1MHz,則使用1pF旁路電容。如果帶寬約為10MHz或更高,則使用0．1μF電容器。
在某些應用中,并聯的旁路電容器網絡用于過濾寬范圍的頻率。
電路中的每個有源器件都必須在電源引腳附近放置一個旁路電容器。如果有多個旁路電容器,則必須將較小容量的電容器放置在靠近設備的地方。