三分鐘了解電容的去耦半徑

貌似在學(xué)校的課本上并沒(méi)有接觸過(guò)電容的去耦半徑概念。我們都知道小電容濾除高頻，大電容濾低頻，為了達(dá)到更好的濾波效果，一般輸入電源或者輸出電源都是采用一個(gè)大容值電容加一個(gè)小容值電容的方式，比如 1uF+0.1uF。

我們先來(lái)了解一下去耦和旁路的區(qū)別。旁路電容，叫 bypass，是把輸入信號(hào)中的高頻成分作為濾除對(duì)象。

去耦電容，叫 decoupling，也稱(chēng)退耦電容，是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象。可以看到，旁路電容和去耦電容的作用都是濾波，只是在電路上的位置不同而已。

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旁路電容和去耦電容區(qū)別

旁路一般位于信號(hào)輸入端，去耦一般位于信號(hào)輸出端。旁路電容濾除的是前級(jí)電源的干擾，一般是高頻噪聲，在輸入電源管腳上加小容值電容，比如常見(jiàn)的 0.1uF。

去耦電容是濾除的是輸出級(jí)的干擾，因?yàn)檩敵黾?jí)是作為了下一級(jí)的輸入。去耦電容的第一個(gè)作用和旁路是一樣的，高頻濾波。第二是充當(dāng)儲(chǔ)能電容，在負(fù)載所需電流突然增大時(shí)提供電能，滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)電路的電流變化，電容越大，儲(chǔ)能越多，在一定范圍內(nèi)，滿(mǎn)足負(fù)載電流變化更有效。說(shuō)完了去耦和旁路，來(lái)到正題，電容的去耦半徑。先記一下理論：小容值電容去耦路徑短，超過(guò)去耦路徑，就失去了去耦效果，所以一般靠近 IC 擺放。大容值電容去耦路徑長(zhǎng)，擺放位置相對(duì)寬松一些。所以電源，一般是先經(jīng)過(guò)大電容，再經(jīng)過(guò)小電容，再進(jìn)入到 IC 芯片。

我畫(huà)了一個(gè)簡(jiǎn)圖，來(lái)幫助理解大小電容的擺放位置，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，A 和 C 處的兩個(gè)電容都是小電容靠近 IC，但是 B 處是大電容靠近 IC，這是為什么呢？

電容擺放示意圖首先，A 和 C 處兩個(gè)電容都是旁路電容，B 處的兩個(gè)電容是去耦電容（濾波加儲(chǔ)能作用）。其次，芯片 A 是電源芯片，它的輸出相對(duì)于 B 處的 1uF 電容來(lái)說(shuō)，就是輸入，所以先經(jīng)過(guò) 1uF，再經(jīng)過(guò) 0.1uF，也是沒(méi)有問(wèn)題的。

最后，B 處兩個(gè)電容也作為儲(chǔ)能電容，回路往往伴隨較大的紋波電流，且會(huì)在電容的 ESR 上產(chǎn)生大量的熱，同時(shí)形成紋波電壓。所以靠近電源芯片的電容會(huì)流過(guò)更大的紋波電流，如果把小電容靠近電源芯片輸出，容易出問(wèn)題。所以對(duì)電源芯片總結(jié)就是：輸入電源先大后?。ㄐ〉目拷娫?IC），輸出電源也是先大后小（大的靠近電源 IC）。