如何理解贴片陶瓷电容器的Q值 和ESR: N+ Z7 i% z+ U) l0 W3 a( x
     

        評估高頻貼片電容器的一個重要性能指標是品質因素Q，或者是與其相關的等效串聯電阻
% M" Y3 B! S7 z% [; e（ESR）。本公司除了提供性能卓越的射頻RF 元器件外，還致力於為客戶提供精確和完整的性3 y) i' F! z; B
能資料。為了達到這個目標，這篇文章裏我們詳細的討論Q和ESR的測量方法和理解。2 _3 P9 K1 N+ P$ @$ M7 I
理論上，一個“完美”的電容器應該表現為ESR為零歐姆、純容抗性的無阻抗元件。不論
$ H$ ~3 d6 d* l6 m/ B/ p何種頻率，電流通過電容時都會比電壓提前正好90度的相位。* d  p& Z7 P, \' @) v8 m
實際上，電容是不完美的，會或多或少存在一定值的ESR。一個特定電容的ESR隨著頻率# i% ]: R* z. w8 x
的變化而變化，並且是有等式關係的。這是由於ESR的來源是導電電極結構的特性和絕緣介質
1 F" E2 Y# y% }的結構特性。為了模型化分析，把ESR當成單個的串聯寄生元。過去，所有的電容參數都是在2 @4 u5 G( b4 ^0 V% r- T
1MHz的標準頻率下測得，但當今是一個更高頻的世界，1MHz的條件是遠遠不夠的。一個性能/ y; V9 \) b; d' D/ u
優秀的高頻電容給出的典型參數值應該為：200MHz ，ESR＝0.04Ω；900MHz， ESR＝0.10Ω；! d" r- e' [3 e) p" J$ d
2000MHz，ESR＝0.13Ω。
& n, m' v) s, [, N$ Q- w8 w: |Q值是一個無量綱數，數值上等於電容的電抗除以寄生電阻（ESR）。Q 值隨頻率變化而有5 H3 p) T- ^" Q3 W; r
很大的變化，這是由於電抗和電阻都隨著頻率而變。頻率或者容量的改變會使電抗有著非常大& f" p$ `0 y# }2 H" B# I% E5 ^9 y
的變化，因此Q值也會跟著發生很大的變化。從公式一和二上可以體現出來：
3 e3 N/ @, q+ w6 R公式一：|Z| = 1 / ( 2πf C)
/ S6 n. _1 p: ]# @2 W7 g5 W其中，|Z|為電抗的絕對值，單位Ω；f為頻率，單位Hz；C為容量，單位元F。! A+ n8 {4 r$ m3 R
公式二：Q = |Z| / ESR
9 Y2 f2 E0 O" S% }2 k4 r; T, D其中，Q代表“品質因素”，無量綱；|Z|為電抗的絕對值，單位Ω；ESR為等效串聯電阻，
  L! _4 ~5 K7 R3 e% A; R單位Ω。
+ X( @4 X/ ]& G! o$ E% u3 q用從向量網路分析器收集而得的S參數去推導ESR是不可信的。主要原因是這個資料的精
3 [. t6 z. {8 `# ]度受限於網路分析器在50Ω系統中的精度（典型的± 0.05 dB測量精度在電容低到±0.01 dB
. {8 F# T3 l0 C低損耗區是精度不足的）。同樣，用LCR儀錶去測量高Q器件的Q和ESR也是不可信的。這是
- R8 ]; s. E. p# R8 p( C! I由於當元件的Q 值非常高時，LCR 儀錶不能正確地分辨出非常小的電阻（R）和非常大的電抗
; L& a' s! @+ C（Z）。因此，高Q電容器的ESR和Q的測量方法，一般使用作為行業標準的諧振線路測試法。
2 i0 l" v+ i9 ^; U" @  J2 |這種測試方法作為在射頻RF上測量Q和ESR 的行業標準而長期存在。因為該方法依賴於
. N8 |/ Q' o* }, j% r信號發生器的頻率精確度（該頻率可以非常精確的測量），所以該資料的採樣方式是十分精確& U% `, D0 L  j1 ^
的。現代的電容ESR非常之小，以至於這個測量方法的精度也只能達到接近±10%。但不管如
% u+ k& S8 q4 t4 Z* E8 X; r9 O  e何，這仍然是目前最精確的在射頻RF方面有效測量Q和ESR的方法。0 v" Q0 Y6 \8 X7 j, J( S+ y" E
測試方式：8 t- ?: o/ f$ w' [
     頻率發生器     電腦    毫伏表" Y* W) E. j( [: m9 v2 j" Y
                      同軸諧振器2 T6 x2 z) T) L9 Y
  F$ t$ I5 W! L- w2 Q5 s4 K
如何理解贴片陶瓷电容器的介質強度8 h. J/ v: V# ]$ \7 {
     介質強度表徵的是介質材料承受高強度電場作用而不被電擊穿的能力，通常用伏特/密爾
( p1 Y* u  Q" Z. T3 g/ F0 l. i# F（V/mil）或伏特/釐米（V/cm）表示。
" M. O- `  x, w! ]5 r當外電場強度達到某一臨界值時，材料晶體點陣中的電子克服電荷恢復力的束縛並出現場
( S2 l! s  G. J, P' H致電子發射，產生出足夠多的自由電子相互碰撞導致雪崩效應，進而導致突發擊穿電流擊穿介
6 A$ o. r' Z9 f! t6 S  C7 y# m質，使其失效。除此之外，介質失效還有另一種模式，高壓負荷下產生的熱量會使介質材料的
+ z7 J1 ~/ A& Y0 P0 O5 J8 Z; o電阻率降低到某一程度，如果在這個程度上延續足夠長的時間，將會在介質最薄弱的部位上產
2 O: G* E4 c2 Z3 a. i1 C: B生漏電流。這種模式與溫度密切相關，介質強度隨溫度提高而下降。
" o- S0 @) R* n+ }8 m任何絕緣體的本征介質強度都會因為材料微結構中物理缺陷的存在而出現下降，而且和絕: G9 P  H8 [- g! H6 e
緣電阻一樣，介質強度也與幾何尺寸密切相關。由於材料體積增大會導致缺陷隨機出現的概率" j# w. V" B+ G9 X
增大，因此介質強度反比於介質層厚度，如下圖所示。
. T" B8 I5 I! A  G! C# X類似地，介質強度反比於片式電容器內部電極層數和其物理尺寸。
! L% D3 F) y$ c; _2 B: E. X  s基於以上考慮，進行片式電容器留邊量設計時需要確保在使用過程中和在進行耐壓測試（一
8 ]: O1 Z: B; s  B; F2 n般為其工作電壓的2.5倍）時，不發生擊穿失效。
8 x0 L. t6 \) Q$ V+ \

供应：高压/高容贴片电容/安规贴片电容

应用范围：LED灯/电源/模块电源、汽车氙气灯(HID灯)、语音分离器、以太网接口(RJ-45)、数码相机的闪光灯、VOIP网络电话、节能灯和高频无极灯以及各种镇流器等产品中.

联系方式：13713768248   陈小姐   QQ：1273525827