快速了解電容的高頻特性

01 高頻電容的作用

在射頻領域，貼片式電容的作用非常豐富，可以進行濾波器調諧、阻抗匹配、晶體管有源器件的偏置電路等等，了解電容的高頻特性顯得非常重要。

02 平行板電容器
當平行板的尺寸大于其間隔時，常規電路分析理論對平行板電容器的電容定義如下：

其中A代表平板的面積，d代表平板的間隔，ε代表真空電容率，ε=1/4πk。理想情況下，平板間沒有電流。

03 電容器的阻抗表達式及損耗角正切

在高頻時，電介質變得有損耗了（即有傳導電流存在）。所以電容器的阻抗表示成電導Ge和電納ωC 的并聯組合：

在上面的表達式中，直流電流起源于電導Ge=σA/d，其中σ是介質的電導率。

目前習慣引入損耗角正切tanΔ,其中tanΔ=σ/ωε，將其帶入Ge的表達式中，得到：

Ge=σA/d=（ωεA/d）tanΔ=ωCtanΔ。

04高頻電容的等效模型

考慮到寄生引線電感L，引線歐姆損耗的串聯電阻Rs ，以及介質損耗電阻Re。所以一個高頻電容的等效電路如下圖所示：

進一步電容器的阻抗表達式可以詳細表達如下：

所以電容的阻抗絕對值和頻率的關系如下圖所示：

解析：在低頻時，其電阻器的阻抗是線性下降，表現為容性特質；當頻率到達一定值時，比如到了GHz時，出現了一個諧振點，使整個電容器的阻抗值達到了最低，通常來講會出現多個諧振點。當頻率超過諧振點頻率之后，由于電感效應的增強，使得整個電阻器的阻抗又繼續上升。