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中級會(huì)員 | 第8年

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為什么總是在電路里擺兩個(gè)0.1uF和0.01uF的電容？

時(shí)間：2024/8/26閱讀：1070
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一、旁路和去耦

為什么總是在電路里擺兩個(gè)0.1uF和0.01uF的電容？
旁路電容(Bypass Capacitor)和去耦電容(Decoupling Capacitor)這兩個(gè)概念在電路中是常見的，但是真正理解起來并不容易。
要理解這兩個(gè)詞匯，還得回到英文語境中去。
Bypass在英語中有抄小路的意思，在電路中也是這個(gè)意思，如下圖所示。

為什么總是在電路里擺兩個(gè)0.1uF和0.01uF的電容？

couple在英語中是一對的意思，引申為配對、耦合的意思。如果系統(tǒng)A中的信號引起了系統(tǒng)B中的信號，那么就說A與B系統(tǒng)出現(xiàn)了耦合現(xiàn)象(Coupling)，如下圖所示。而Decoupling就是減弱這種耦合的意思。

二、電路中的旁路和去耦

為什么總是在電路里擺兩個(gè)0.1uF和0.01uF的電容？
如下圖中，直流電源Power給芯片IC供電，在電路中并入了兩個(gè)電容。為什么總是在電路里擺兩個(gè)0.1uF和0.01uF的電容？
1）旁路
如果Power受到了干擾，一般是頻率比較高的干擾信號，可能使IC不能正常工作。
在靠近Power處并聯(lián)一個(gè)電容C1，因?yàn)殡娙輰χ绷鏖_路，對交流呈低阻態(tài)。
頻率較高的干擾信號通過C1回流到地，本來會(huì)經(jīng)過IC的干擾信號通過電容抄近路流到了GND。這里的C1就是旁路電容的作用。
2）去耦
由于集成電路的工作頻率一般比較高，IC啟動(dòng)瞬間或者切換工作頻率時(shí)，會(huì)在供電導(dǎo)線上產(chǎn)生較大的電流波動(dòng)，這種干擾信號直接反饋到Power會(huì)使其產(chǎn)生波動(dòng)。
在靠近IC的VCC供電端口并聯(lián)一個(gè)電容C2，因?yàn)殡娙萦袃?chǔ)能作用，可以給IC提供瞬時(shí)電流，減弱IC電流波動(dòng)干擾對Power的影響。這里的C2起到了去耦電容的作用。

三、為什么要用2個(gè)電容

為什么總是在電路里擺兩個(gè)0.1uF和0.01uF的電容？
回到本文最開始提到的問題，為什么要用0.1uF和0.01uF的兩個(gè)電容？
電容阻抗和容抗計(jì)算公式分別如下：
為什么總是在電路里擺兩個(gè)0.1uF和0.01uF的電容？
容抗與頻率和電容值成反比，電容越大、頻率越高則容抗越小。可以簡單理解為電容越大，濾波效果越好。
那么有了0.1uF的電容旁路，再加一個(gè)0.01uF的電容不是浪費(fèi)嗎？
實(shí)際上，對一個(gè)特定電容，當(dāng)信號頻率低于其自諧振頻率時(shí)呈容性，當(dāng)信號頻率高于其自諧振頻率時(shí)呈感性。
當(dāng)用0.1uF和0.01uF的兩個(gè)電容并聯(lián)時(shí)，相當(dāng)于拓寬了濾波頻率范圍。


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