常用電源去耦的元件有哪些？

通常來說對于任意固定頻率，容值越大的電容阻抗越小。但由于電容本身也有寄生電感，而且往往容值越大寄生電感越大，在高頻處，電容最終都會顯現(xiàn)出感性，阻抗隨頻率的升高而升高。小電容的轉(zhuǎn)折點(下圖中的阻抗曲線的最低點)頻率值較之大電容更大。所以大電容對高頻電流的響應(yīng)特性沒有小電容好。

1.常用于電源去耦的元件組合

(1)不同容值的電容組合：

小容值的電容可以濾除電源線上的高頻噪聲，使電源更加干凈，并且負(fù)責(zé)提供負(fù)載的高頻電流需求。

大電容同樣起到蓄流的作用，響應(yīng)負(fù)載的低頻電流需求，濾除電源線上的低頻波動。

下圖是不同容值電容的阻抗隨頻率變化的曲線。但是大電容可以響應(yīng)頻率相對較低，電流需求大的電流變化。

(2)不同封裝的電容組合：

普遍來說，貼片電容比直插電容的寄生電感小，長寬比小的比長寬比大的封裝寄生電感小(同容值，0612的電容比1206電容寄生電感小，高頻特性更好)。

(3)不同種類的電容組合：

貼片陶瓷電容：高頻特性最好，但容值較小，常用的最大容值為10uF。常用于高頻電路的電源濾波去耦。

鉭電解電容：高頻特性較好，相同體積下可以實現(xiàn)最大的容值。確定是耐壓值較低，容易損壞。

鋁電解電容：高頻特性最差，但是容值最大，可以做到幾千微法。常用于電源入板處的濾波和去耦，此處的電容需要有容量大的特點，但對響應(yīng)速度要求不高。

因此，各種類型的電容在電源去耦中擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧话闶沁@樣的：陶瓷電容最靠近芯片，負(fù)責(zé)提供負(fù)載高頻的電流需求和噪聲過濾，容值一般幾nF到幾uF之間。鉭電容和鋁電解電容因為容量大、響應(yīng)速度較慢，一般用于板級的電源去耦和濾波，或者是大功率電路的電源去耦。當(dāng)即要求速度，有要求容量的時候一般用多個瓷片電容并聯(lián)或瓷片電容與鉭電容并聯(lián)。選擇鉭電容，耐壓值要留有一定的裕量，因為電源上電瞬間一般會有一定的過沖，容易損壞鉭電容。電源處并聯(lián)上穩(wěn)壓管或TVS管可以抑制過沖，是很有效的解決辦法、

(注：各種電容的ESR、ESL等參數(shù)之間有差異，詳細可百度華為公司的內(nèi)部資料：無源濾波器件——電容的介紹與深入認(rèn)識)

(4)電容和電感、磁珠的組合：

一般的電源去耦只需要去耦電容即可滿足實際需求，但對電源質(zhì)量要求很高的模擬電路等，僅僅使用去耦電容可能效果有限，因為如論并聯(lián)多少個電容，都只能形成單個極點，響應(yīng)曲線的滾將速度只有20dB/10倍頻。因此，可以在電源線上串聯(lián)電感或磁珠。這樣可以進一步減少電源波動對負(fù)載的影響，也能防止一些高噪聲的負(fù)載通過電源線將噪聲耦合到其他敏感的電路上。

2.不同電路中的電源去耦

(1)小功率電路：

模擬電路：

比如信號處理電路，中常用10uF和100nF貼片瓷片電容去耦。有的時候受到電路板空間的限制，可以多個芯片公用一個10uF的電容，但應(yīng)保證每個芯片的電源引腳處都就近放置一個100nF的電容。

高精度的模擬電路中，經(jīng)常放置多個容值梯度的電容(如10uF、100nF、1nF并聯(lián))，保證去耦電容可以過濾很寬頻率范圍內(nèi)的電源噪聲。并且電源線串聯(lián)磁珠會進一步減小噪聲。

數(shù)字電路：

數(shù)字電路工作在高速開關(guān)狀態(tài)下，電源電流變化迅速，并且數(shù)字信號中有豐富的高頻成分，會對電源造成干擾，因此常用100nF的貼片陶瓷電容進行電源去耦。

電路板的電源入板接口處通常放置容值較大的電解或鉭電容。此用途為電源濾波。

(2)大功率電路：

大功率的電路的電源去耦(如電機驅(qū)動H橋的電源去耦)要用到更大容值的電容，比如470uF甚至幾千微法的電解電容，但是除了用電解電容之外，還需要并聯(lián)上幾個瓷片的小電容，提高高頻響應(yīng)特性，過濾MOSFET高速開關(guān)因此的電源毛刺。

3.去耦元件的放置原則：

(1)就近原則：

去耦電容應(yīng)盡可能的靠近芯片的電源引腳。減小去耦電容和芯片之間走線的寄生電感，去耦效果更好。

(2)越小越近的原則：

小容值電容最靠近芯片，然后按照容值遞增的原則依次遠離芯片(遠離是相對的，前提是遵循就近原則)。小電容負(fù)責(zé)高頻響應(yīng)，應(yīng)該更靠近芯片縮短響應(yīng)的時間。并且小電容可以濾除高頻噪聲，若距離芯片太遠，則電容和芯片之間的走線會重新拾取噪聲，削弱去噪效果。

(3)電源線先經(jīng)過去耦電容再連接至芯片引腳：