电子电路基础知识-电容实际模型

根据电容章节分析，理想电容的作用相当于电压源，为了维持两端电压不变，具备吸收和输出大电流能力。

事实上，对于实际使用中的电容，受制造工艺的影响，会产生寄生电感ESL和串联等效电阻ESR，因此，实际电容的模型如下：

ESL和ESR的存在都会导致电容性能的一些改变。

ESL对电容的影响主要发生在高频阶段，电容电感阻抗计算公式分别为：

对于实际电容，当频率较低时，主要是电容起作用，阻抗主要为容抗，因此在低频阶段，随着频率的增高，电容的阻抗减小。而当频率高时，寄生电感的感抗无法忽略，寄生电感开始起主要作用，并且受此影响，电容的阻抗开始随频率增加而增加，这一点，与理想电容是不一样的，理想电容的阻抗特性是随频率的增加而不断较小，而实际电容的频率特性如下：

如上图某品牌10nF电容的实际阻抗随频率变化的特性曲线，从图中可知，当f=100M时，电容的阻抗最小，此时值为ESR值，当f＜100MHz时，阻抗满足理想电容模型，而当f＞100MHz时，阻抗变化与电感特性一致，100MHz的变化点即为实际电容的自谐振点，因此，实际电容的使用需根据频率要求进行选型。

对于ESR的存在，其所产生的弊端同样会使实际电容特性偏离理想电容特性，理想电容为了维持两端电压不变，会释放或吸收大电流，而ESR的存在，会导致大电流∆I产生尖峰电压：

ESR的存在所产生的电压会在电源输出滤波电路中引入额外的纹波电压，因此，电容ESR不能选择过大，而部分电源需要依靠输出电容ESR造成的∆V形成快速反馈来稳定电压，因此，ESR的选取需要依靠实际电路来。