如何选择合适的电容器及射频产品中的设计

随着当今无线技术的进步，人们将更多的精力放在了组件性能上。本文将讨论陶瓷和瓷片电容器，并了解它们在射频产品设计中的行为。它们是绝对需要体积效率，可靠性和RF性能的无线应用的绝佳选择。

设计标准

ATC陶瓷贴片电容器最常用的设计类别是多层（MLC）和单层（SLC）。MLC使用多个或堆叠的电极部分，而SLC包含两个由电介质隔开的电极。两者均按照以下设计标准构造：

• 陶瓷和瓷电介质
• 坚固的密封结构
• 优化的电极图案
• 低电阻电极和终端材料
• 高介电强度
• 电极和终端之间的保护性阻挡层（MLC）
• 可直接表面安装在微带上
• 在温度和湿度下超稳定
• Q极高
• 低耗散损耗

选择合适的电容器

选择用于RF无线应用的陶瓷贴片电容器时，建立整体电路性能标准非常重要。然后应将组件与特定的应用程序要求相匹配。该电路元件的典型性能要求购物清单可能包括以下内容：

• 电容（pF）
• 宽容 （％）
• 额定电压（WVDC，VRMS）
• 等效串联电阻（ESR）
• 温度系数（TC，PPM /°C）
• 耗散系数（％）
• 串联谐振频率（Fsr）
• 并联谐振频率（Fpr）
• 绝缘电阻（IR）
• 介电老化效应（每十年小时的百分比）

表现

理想的电容器将其所有能量存储在电介质中，即1 /2CV²。但是，可实现的电容器将始终表现出一定的串联电阻，必须加以考虑。称为等效串联电阻（ESR）的串联电阻始终是RF电路设计中要考虑的最重要因素之一。它主要归因于介电损耗以及电极和端接材料的金属损耗的影响。而且，必须在每个阶段都对制造过程进行适当的控制，以确保获得最佳的ESR性能。在从Hz到KHz的低频区域，ESR的主要贡献是介电损耗。但是，在RF频率下，ESR主要是由于金属损耗（即电极和端子）引起的。

大多数制造商通常在特定频率下以毫欧表示ESR。最经常用作准则的标准是EIA RS483和MIL-C-55681。在30 MHz和1 GHz之间的各种频率下执行测量。因此，有必要在您的特定设计频率下考虑ESR值。例如，如果您正在设计用于900 MHz的无线应用，并且ESR指定为150 MHz，则可以通过将150 MHz的指定ESR乘以√900/150来计算900 MHz的ESR。这种关系在RF上表现良好，并解释了“皮肤效应”。ESR是电容器的主要损耗元件，用于确定功率损耗，即：P =I²* ESR。

品质因数（Q）是品质因数，是电容器在电介质中存储能量的能力的度量。由于Q = Xc / ESR，因此很明显，低ESR会产生高Q。与ESR一样，必须在设计频率下指定或计算Q。

耗散因数（DF）也称为损耗角正切，是Q的倒数，即DF = 1 / Q。使用理想的电容器，电流可使电压超前90度。然而，实际的电容器将具有称为损耗角的小角度。损耗角的切线等于耗散因数，它表示电容器中总无功功率的哪一部分将作为热量而损耗，即耗散损耗。

例子：损失角= 3度；
因此DF =棕褐色3 = 0.05或5％。

在上面的示例中，耗散因子为0.05或5％。这意味着电容器中总功率的5％由于热量而损失。请参考图1。

为无线应用选择射频芯片电容器

寄生行为无线设计应用中的另一个主要问题是电抗元件的寄生行为。电容器可以用等效电路元件建模，该等效电路元件考虑了寄生效应。图2显示了集总元件模型，并且对于这些应用中的片式电容器有效。使用该模型可以帮助设计人员确定诸如串联谐振频率（Fsr），等效串联电感（ESL）和传递函数特性之类的特性。

为无线应用选择RF芯片电容器

编辑：hfy