片式电容及其应用

3 片式电容器的线路形式

　　1)片式二端电容器

　　二端形式的片式电容器是使用最普遍的片式电容器，这里以日本村田制作所产品为例给说明。

　　村田的片式电容器产品极其丰富，有一般的去耦和滤波用电容器(规格多、容量大，还有排容产品)，以及频率控制、调谐和阻抗匹配用电容器(带温度补偿)，高速和高频电路去耦用电容器(低电感和低电阻)，中、高压转换用电容器(高电压、大容量)，交流电路用电容器(符合安规要求)以及汽车传动与安全设备专用电容器等等。用户可根据不同需要予以选择合适的电容器。

　　下面是村田制作所的GRM15／18／21／31系列的片式电容器，见图4：


　①GRM18／21／31系列片式电容器适合于波峰及回流焊接；GRM15系列片式电容器只适合回流焊接。

　　②GRM1 5／18／21／31系列片式电容器备有长×宽×厚度为1．0×0．5×0．5mm至3．2×1．6×1．6mm的多种尺寸可供选用。

　　③GRM15／18／21／31系列片式电容器的适用电压包括6．3V、10V、16V、25V、50V、100V。200V和500V等多个等级；根据使用的介质材料分，有COG至Y5V等多种片式电容器可以选择。

　　④GRM15／18／21／31系列片式电容器可用在一般用途的电子设备中。

　　村田制作所还生产一种排容，在一个器件中有2至4个电容，尤其适合在单片机的总线上使用，见图5。


2)片式三端电容器

　　我们平常使用的陶瓷圆片电容器作为旁路电容，可以将高频干扰短路到地，达到抗干扰的目的。但是电容器的引线电感及电容内部的剩余电感却限制了它的高频特性发挥。图6是普通电容器做高频旁路时的引线电感影响例。


从图6中可见，电容器的插入损耗一开始随频率增加而增加，直至达到自谐振频率(等效电感与电容的串联谐振)，插入损耗也达到最大值。此后，由于等效电感的感抗增大，使插入损耗开始下降。

　　为了在高频时也有较好的旁路作用，必须让旁路电容的自谐振频率也较高，所以电容器的引线绝对不能长。另外，旁路电容也不是越大越好，电容大，自谐振的频点偏低。所以，最好的办法是通过试验来选择合适的电容，尽可能让要抑制的干扰频率与自谐振点一致，以便使担当滤波的电容器带来的插入损耗为最大。

　　由于普通的两端电容有引线电感，所以总的剩余电感较大，自谐振点也比较低。为了改进普通引线式电容器的自谐振、且自谐振频率偏低的问题，村田制作所曾发展了一种引线式三端电容器，见图7。与两端电容相比，这个电容的上引线化成了两根(所以三端电容有三根引线)。三端电容器的这两根上引线化成了信号传输线的一部分，于是引线电感与电容器变成了一个"LC"滤波器。正是三端电容器巧妙地利用了引线电感，使得三端电容器对干扰的抑制作用更好。三端电容器也有自谐振问题，为了最大限度地限制这个问题，使用时三端电容器接地的这根引脚的长度应该受到限制。

　
应该说片式二端电容器的出现对于改进普通引线式电容器的自谐振问题是很有好处的，因为片式二端电容器的引线长度得到了最大限度缩减。但由于电容器内部的构造，并不能够消除内部电极的残留电感，这样当频率达到使电容器的容抗XC同残留电感的XL的绝对值相等时，二端电容依然会产生自谐振，参见图8。由于自谐振频率的存在，当噪声的频带超过自谐振频率之后，噪声的抑制效果会急速下降。但是与普通有引线的二端电容相比较，还是有很大改进。