三端子电容器在高频电路中的应用

三端子电容器(3 Terminal Capacitor)是一种特殊结构的电容器，在普通电容器基础上增加了一个引脚，其中两个引脚贯通了同一电极。虽然这是一个微小的改变，却从结构上缩短了信号环路，使电容器的滤波效果发生了明显的改善。

对于高频电路中的滤波应用，普通电容的引线电感是有害的。三端电容却巧妙地利用引线电感，构成了一个T型低通滤波器，使高频滤波效果大幅改善。如果在三端子电容的两根贯通引线上分别安装一个铁氧体磁珠，则会大大增加T型滤波器的滤波效果，成为一种常见的片状滤波器组件。

1、引线型三端电容器

电容器就像三明治，两个电极之间夹着一块电介质。由于其引线端子部分带有微小的电感(残留电感)，作为旁路电容使用时会与地面产生电感。这个残留电感会产生干扰，降低频率性能，表现出V字型插入损耗曲线。

引线型二端子电容器构造

为改善二端子电容器的高频特性，业界对其引线端子的形状进行了改进，三端子电容器因此诞生。

电容器插入损耗频率特性

三端子电容器将两根引线分别连接至电源和信号线的输入、输出端，将相反一侧接地。通过这种连接方式，两根引线侧的引线电感将不进入大地侧，由此可极大地减小接地电感。

引线型三端子电容器构造

此外，由于两根引线侧的引线的电感作用类似T型滤波器的电感，能够起到降低干扰的作用。

2、片状三端子电容器

目前所使用的电容器多为片状多层陶瓷电容器(MLCC)。二端子MLCC夹着电介质薄片，分别与两侧外部电极连接的内部电极交错层叠。由于为片状结构，且无引线，因此该部分没有残留电感。然而，由于其内部还存在微量电感，因此在较高频率下将导致性能下降。

二端子MLCC电容器构造

与引线型的三端子电容器一样，三端子MLCC也可通过改变电极结构提高高频性能。三端子MLCC在芯片两端接地，夹住电介质，使贯通电极与接地电极交互层叠，从而形成类似于穿心电容器的结构。贯通电极的电感与引线型三端子电容器中的情况一样，起到类似于T型滤波器的电感作用，因此可减小残留电感的影响。此外，由于接地端连接距离较短，因此该部分的电感也非常微小。并且，由于接地端连接两端，因此呈并联连接状态，电感也将降低一半。

三端子多层陶瓷电容器构造

图6中对片状三端子电容器与片状二端子多层电容器的插入损耗特性进行了比较。两种元件的静电容量相同，因此在低频范围内特性相同。但是二端子电容器在频率超过10MHz后性能便开始下降，而三端子电容器则在超过100MHz后才会出现性能下降。片状MLCC在一定高频范围内都不会出现性能下降，适用于需要去除高频干扰应用。

通过片状三端子MLCC电容器改善高频特性

实际上，三端子MLCC名为三端子，但实为四端结构。这是因为，虽然四端设计可减少接地端电感，但电气特性方面，无论哪个端子都具备相同电位。

3、三端MLCC安装方法

三端子MLCC具贯通端子与接地端子，因此与普通的二端子电容器相比，安装方法有所不同。

由于半导体器件是精细工艺制造的，要求电源和信号链路元件的引脚都表现出低阻抗。三端子MLCC作为旁路电容器安装时，应在切断信号或电源模式后，将MLCC连接上贯通电极，并在接地端子处准备好接地模式进行连接。为保持阻抗处于较低水平，必须尽量将接地模式短距离连接在稳定的接地层上。

在高速处理器、游戏台CPU/GPU、智能手机等数字设备中，一般使用多层板，这时PCB布线应尽量短，推荐以通孔方式将三端子MLCC连接至接地层。

　　审核编辑：汤梓红