為什么總是在電路里擺兩個(gè)0.1uF和0.01uF的電容？

01 旁路和去耦

旁路電容和去耦電容這兩個(gè)概念在電路中很常見，但要真正理解并不容易。

要理解這兩個(gè)詞匯，還得回到英文語(yǔ)境中去。

Bypass在英文里是切一條路的意思，在電路里也是這個(gè)意思，如下圖。

Couple在英語(yǔ)中是一對(duì)的意思，引申為配對(duì)、耦合的意思。如果系統(tǒng)A的信號(hào)引起了系統(tǒng)B的信號(hào)，那么就說(shuō)系統(tǒng)A和系統(tǒng)B之間存在耦合現(xiàn)象，如下圖所示。去耦意味著削弱這種耦合。

02 電路中的旁路和去耦

如下圖所示，DC電源為芯片IC供電，電路中集成了兩個(gè)電容。

1）旁路

如果電源受到干擾，通常是頻率很高的干擾信號(hào)，可能會(huì)使IC無(wú)法正常工作。

在電源附近并聯(lián)一個(gè)電容C1，因?yàn)樵撾娙輰?duì)DC開路，對(duì)交流電阻低。

頻率較高的干擾信號(hào)通過(guò)C1流回地面，原本要通過(guò)IC的干擾信號(hào)通過(guò)電容短路流向GND。C1這里是旁路電容器的功能。

2）去耦

由于集成電路的工作頻率普遍較高，當(dāng)IC啟動(dòng)或工作頻率切換時(shí)，會(huì)在電源導(dǎo)體上產(chǎn)生較大的電流波動(dòng)，這種干擾信號(hào)會(huì)直接反饋到電源上，使其產(chǎn)生波動(dòng)。

在IC的VCC電源端口附近并聯(lián)一個(gè)電容C2。由于電容具有儲(chǔ)能功能，可以向IC提供瞬時(shí)電流，減少IC電流波動(dòng)干擾對(duì)電源的影響。這里，C2充當(dāng)去耦電容。

03 為什么要用2個(gè)電容？

回到本文開頭提到的問題，為什么要用0.1uF和0.01uF的兩個(gè)電容？

電容和容抗的計(jì)算公式如下：

電容與頻率和電容成反比。電容越大，頻率越高，容抗越小。可以簡(jiǎn)單理解為電容越大，濾波效果越好。

然后有了0.1uF的電容旁路，再加一個(gè)0.01uF的電容不是浪費(fèi)嗎？

實(shí)際上，對(duì)于特定的電容器，當(dāng)信號(hào)頻率低于其自諧振頻率時(shí)，它是電容性的，當(dāng)信號(hào)頻率高于其自諧振頻率時(shí)，它是電感性的。

當(dāng)用0.1uF和0.01uF的兩個(gè)電容并聯(lián)時(shí)，相當(dāng)于拓寬了濾波頻率范圍。

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