電解電容、陶瓷電容的作用

1,輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4V。在室溫下，一般輸出高電平是3.5V，輸出低電平是0.2V。最小輸入高電平和低電平：輸入高電平>=2.0V，輸入低電平<=0.8V，噪聲容限是0.4V。

2，CMOS電平：

1邏輯電平電壓接近于電源電壓，0邏輯電平接近于0V。而且具有很寬的噪聲容限。

3，電平轉(zhuǎn)換電路：

因為TTL和COMS的高低電平的值不一樣(ttl 5v<==>cmos 3.3v)，所以互相連接時需要電平的轉(zhuǎn)換：就是用兩個電阻對電平分壓，沒有什么高深的東西。哈哈

4，OC門，即集電極開路門電路，OD門，即漏極開路門電路，必須外界上拉電阻和電源才能將開關(guān)電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關(guān)大電壓和大電流負載，所以又叫做驅(qū)動門電路。

5，TTL和COMS電路比較：

1)TTL電路是電流控制器件，而coms電路是電壓控制器件。

2)TTL電路的速度快，傳輸延遲時間短(5-10ns)，但是功耗大。COMS電路的速度慢，傳輸延遲時間長(25-50ns),但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號的脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，芯片集越熱，這是正?，F(xiàn)象。

3)COMS電路的鎖定效應(yīng)：

COMS電路由于輸入太大的電流，內(nèi)部的電流急劇增大，除非切斷電源，電流一直在增大。這種效應(yīng)就是鎖定效應(yīng)。當產(chǎn)生鎖定效應(yīng)時，COMS的內(nèi)部電流能達到40mA以上，很容易燒毀芯片。

防御措施： 1)在輸入端和輸出端加鉗位電路，使輸入和輸出不超過不超過規(guī)定電壓。

2)芯片的電源輸入端加去耦電路，防止VDD端出現(xiàn)瞬間的高壓。

3)在VDD和外電源之間加線流電阻，即使有大的電流也不讓它進去

在電路設(shè)計過程中,要用電容來進行濾波.有時要用電解電容,有時要陶瓷電容.有時兩種均要用到.我想問一下:用電解電容的作用是什么?用普通陶瓷電容的作用是什么?如何計算其容量的大小?對于電解電容的耐壓又該如何選擇確定? 哪些情況用電解電容,哪些情況下用陶瓷電容,哪些情況下兩種均要用? 在老版的模擬電子書上有提到，有個專門的公式去計算電容值的大小，不過有些IC之類的如何匹配電容在它的Datasheet里有規(guī)定，希望能幫上你。

電解電容與陶瓷電容一般用在IC的電源與地之間,起濾波作用，陶瓷電容單獨使用去耦作用，它的使用一般在IC中會有說明，其電解值的大小與IC所需電流大小有關(guān),陶瓷取0.01uf。

如果我要用別的電容替代某個電容的時候，是必須容量和耐壓值都要滿足嗎?有的時候，發(fā)現(xiàn)很難兩全其美。這時候能不能舍棄其中之一呢?

濾波電容范圍太廣了，這里簡單說說電源旁路(去藕)電容。

濾波電容的選擇要看你是用在局部電源還是全局電源。對局部電源來說就是要起到瞬態(tài)供電的作用。為什么要加電容來供電呢?是因為器件對電流的需求隨著驅(qū)動的需求快速變化(比如DDR controller),而在高頻的范圍內(nèi)討論，電路的分布參數(shù)都要進行考慮。由于分布電感的存在，阻礙了電流的劇烈變化，使得在芯片電源腳上電壓降低--也就是形成了噪聲。而且，現(xiàn)在的反饋式電源都有一個反應(yīng)時間--也就是要等到電壓波動發(fā)生了一段時間(通常是ms或者us級)才會做出調(diào)整，對于ns級的電流需求變化來說，這種延遲，也形成了實際的噪聲。所以，電容的作用就是要提供一個低感抗(阻抗)的路線，滿足電流需求的快速變化。

基于以上的理論，計算電容量就要按照電容能提供電流變化的能量去計算。選擇電容的種類，就需要按照它的寄生電感去考慮--也就是寄生電感要小于電源路徑的分布電感。

討論問題必須從本質(zhì)上出發(fā)。首先，可能都知道電容對直流是起隔離作用的，而電感器的作用則相反。所有的都是基于基本原理的。那這時，電容就有了最常見的兩個作用。一是用于極間隔離直流，有人也叫作耦合電容，因為它隔離了直流，但要通過交流信號。直流的通路局限在幾級間，這樣可以簡化工作點很復(fù)雜的計算，二是濾波?；旧暇褪沁@兩種。作為耦合，對電容的數(shù)值要求不嚴，只要其阻抗不要太大，從而對信號衰減過大即可。但對于后者，就要求從濾波器的角度出發(fā)來考慮，比如輸入端的電源濾波，既要求濾除低頻(如有工頻引起的)噪聲，又要濾除高頻噪聲，故就需要同時使用大電容和小電容。有人會說，有了大電容，還要小的干什么?這是因為大的電容，由于極板和引腳端大，導致電感也大，故對高頻不起作用。而小電容則剛好相反。巨細據(jù)此可以確定電容量。而對于耐壓，任何時候都必須滿足，否則，就會爆炸，即使對于非電解電容，有時不爆炸，其性能也有所下降。講起來，太多了，先談這么多。都是濾波的作用，鋁電解電容容量比較大，主要用于慮除低頻干擾。容量大約為1mA電流對應(yīng)2～3μf，如過要求高的時候可以1mA對應(yīng)5～6μf。無極性電容用于慮除高頻信號。單獨使用的時候大部分是去藕用的。有時可以與電解電容并聯(lián)使用。陶瓷電容的高頻特性比較好，但是在某個頻率(大約是6MHz記不太清了)是容量下降的很快。

電解電容的作用和使用注意事項

一、 電解電容在電路中的作用

1，濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動的直流，而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩(wěn)定的直流電壓。在實際中，為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容.由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001--0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾.

2，耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態(tài)工作點相互影響，常采用電容藕合.為了防止信號中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。

二、電解電容的判斷方法

電解電容常見的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過程中其內(nèi)部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過高或本身質(zhì)量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進行測量.具體方法為：將電容兩管腳短路進行放電，用萬用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負極(對指針式萬用表，用數(shù)字式萬用表測量時表筆互調(diào))，正常時表針應(yīng)先向電阻小的方向擺動，然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動幅度越大或返回的速度越慢，說明電容的容量越大，反之則說明電容的容量越小.如表針指在中間某處不再變化，說明此電容漏電，如電阻指示值很小或為零，則表明此電容已擊穿短路.因萬用表使用的電池電壓一般很低，所以在測量低耐壓的電容時比較準確，而當電容的耐壓較高時，打時盡管測量正常，但加上高壓時則有可能發(fā)生漏電或擊穿現(xiàn)象.

三、電解電容的使用注意事項

1、電解電容由于有正負極性，因此在電路中使用時不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中，輸出正電壓時電解電容的正極接電源輸出端，負極接地，輸出負電壓時則負極接輸出端，正極接地.當電源電路中的濾波電容極性接反時，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動，另一方面又因反向通電使此時相當于一個電阻的電解電容發(fā)熱.當反向電壓超過某值時，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過熱而炸裂損壞.

2、加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓，在設(shè)計實際電路時應(yīng)根據(jù)具體情況留有一定的余量，在設(shè)計穩(wěn)壓電源的濾波電容時，如果交流電源電壓為220~時變壓器次級的整流電壓可達22V，此時選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求.但是，假如交流電源電壓波動很大且有可能上升到250V以上時，最好選擇耐壓3V以上的電解電容。

3、電解電容在電路中不應(yīng)靠近大功率發(fā)熱元件，以防因受熱而使電解液加速干涸.

4、對于有正負極性的信號的濾波，可采取兩個電解電容同極性串聯(lián)的方法，當作一個無極性的電容。

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4)當系統(tǒng)由幾個電源分別供電時，開關(guān)要按下列順序：開啟時，先開啟COMS電路得電源，再開啟輸入信號和負載的電源;關(guān)閉時，先關(guān)閉輸入信號和負載的電源，再關(guān)閉COMS電路的電源。

6，COMS電路的使用注意事項

1)COMS電路時電壓控制器件，它的輸入總抗很大，對干擾信號的捕捉能力很強。所以，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，給它一個恒定的電平。

2)輸入端接低內(nèi)組的信號源時，要在輸入端和信號源之間要串聯(lián)限流電阻，使輸入的電流限制在1mA之內(nèi)。

3)當接長信號傳輸線時，在COMS電路端接匹配電阻。

4)當輸入端接大電容時，應(yīng)該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外界電容上的電壓。

5)COMS的輸入電流超過1mA，就有可能燒壞COMS。

7，TTL門電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理)：

1)懸空時相當于輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。

2)在門電路輸入端串聯(lián)10K電阻后再輸入低電平，輸入端出呈現(xiàn)的是高電平而不是低電平。因為由TTL門電路的輸入端負載特性可知，只有在輸入端接的串聯(lián)電阻小于910歐時，它輸入來的低電平信號才能被門電路識別出來，串聯(lián)電阻再大的話輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。這個一定要注意。COMS門電路就不用考慮這些了。

8，TTL電路有集電極開路OC門，MOS管也有和集電極對應(yīng)的漏極開路的OD門，它的輸出就叫做開漏輸出。OC門在截止時有漏電流輸出，那就是漏電流，為什么有漏電流呢?那是因為當三機管截止的時候，它的基極電流約等于0，但是并不是真正的為0，經(jīng)過三極管的集電極的電流也就不是真正的 0，而是約0。而這個就是漏電流。開漏輸出：OC門的輸出就是開漏輸出;OD門的輸出也是開漏輸出。它可以吸收很大的電流，但是不能向外輸出的電流。所以，為了能輸入和輸出電流，它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門一般作為輸出緩沖/驅(qū)動器、電平轉(zhuǎn)換器以及滿足吸收大負載電流的需要。

9，什么叫做圖騰柱，它與開漏電路有什么區(qū)別?

TTL集成電路中，輸出有接上拉三極管的輸出叫做圖騰柱輸出，沒有的叫做OC門。因為TTL就是一個三級關(guān)，圖騰柱也就是兩個三級管推挽相連。所以推挽就是圖騰。一般圖騰式輸出，高電平400UA，低電平8MA。

擴展閱讀：詳解開漏輸出，推挽輸出，上拉電阻