什么是片状三端子电容？怎样去安装它呢

前言：

在之前的文章里我们介绍了电容的相关知识，才知道小小的电容里面有着大大的讲究，我们先来回顾一下上文中电容的关键参数:ESR和ESL，寄生电阻和寄生电感，因为寄生电感的存在，导致高频信号的IL（插入损耗）较大，严重影响到电容的高频滤波效果，因此发展出了三端子电容，它比普通电容更加接近理想电容，寄生电感更小，在高频范围中阻抗相对普通电容更低，在高频域滤波效果更出众。

图1-1 电平等效模型

图1-2  三端子电容符号
 

在介绍三端子电容之前，为了更好的了解片状三端子电容，我们先介绍引线型三端子电容：
 

图1-3  三端子电容等效电路

如上图所示，在单板的电介质两端涂上电极，在电极两端安装上引线端子即构成了引线型陶瓷电容器，由于端子上残留电感的存在，因此作为旁路使用时，会与地面产生电感。
 

图1-4  理想电容与实际电容的插损对比

上图是将电容器作为旁路电容使用时的插入损耗，如图所示，可以知道，越往下的干扰越小，由于电容器的阻抗随着频率的增大而减小，因此在高频范围内，插入损耗也应该如图1-4的虚线所示。

但是实际上电容器在实际使用时是存在残留电感的，因为电感有阻碍高频的作用，因此会降低滤波的效果。故实际的插入损耗特性应该是如1-4所示的V字型。

为了解决上面的问题，我们对二端子电容进行改善，如下图所示：

图1-5  引线型三端子电容

如上图所示，在单侧引入两根引线端子，将两根引出的引线分别连接到电源和信号线的输入和输出，将相反的一侧接地。通过这种方式，两根引线的寄生电感将不进入大地侧，由此可以极大的减小接地电感。

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

二、片状三端子电容

在了解到了引线型的三端子电容的发展来源和优势后，我们在转到表面贴装三端子电容，因为目前应用场景最多的就是片状多层陶瓷电容器。

图1-6  片状多层陶瓷电容器

如图1-6所示为片状多层陶瓷电容器的结构，其结构表现为：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。由于其为片状结构且无引线，因此该部分没有残留电感，然而其内部存在着微量电感，因此在较高频率下降会导致性能下降。

与引线型三端子电容相同，表面贴装电容也可以通过改变电极结构提高高频性能。

图1-7  片状三端子电容结构图

如上图所示，在电容的两端接地，夹住电介质，使得贯通电极与接地电极交互层叠，形成类似穿心电容器的结构，用下图可以更好的理解：

贯通电极的电感与其在引线型三端子电容器中的情况一样，起到类似于T型滤波器中的电感的作用，因此可以减小残留电感的影响。

接地端连接的距离比较短，因此该部分的电感也比较小，并且由于接地端连接两端，因此呈并联状态，电感也将降低一半。

三、片状三端子电容器实际上为四端

片状三端子电容器虽然名为三端，但是实际上为四端结构，这是因为，虽然设计可以减小接地端电感，但是在电气特性上，无论哪个端子都有相同的电位，而引线型三端子电容原本就为三端子电容。因此贴片后仍然被称为三端。

四、片状三端子电容器的安装方法

片状三端子电容器具有贯通端子和接地端子，所以和普通的电容相比，安装的方式差异很大。

图1-8  三端子电容的安装方法

如图1-8所示，在安装片状三端子电容时，应当切断信号或者电源模式后，在其间连接上贯通电极，并将接地端子连接到接地端。

为了保持阻抗处于较低的水平，必须尽量将接地端子直接接到GND平面上。



审核编辑：刘清