芯片附近為何要放置0.1uF電容？

旁路電容是電子設(shè)計(jì)中常用的電容器之一，主要用于過(guò)濾電源噪聲和穩(wěn)定電源電壓。在實(shí)際應(yīng)用中，0.1uF電容器是最常用的旁路電容值之一，那么為什么常用旁路電容是0.1uF而不是其他值？這個(gè)值又是怎么來(lái)的呢？本文將深入探討這個(gè)問(wèn)題。

旁路電容濾除電源輸出干擾

在實(shí)際應(yīng)用中，旁路電容的選擇需要考慮多個(gè)因素，例如電源噪聲頻率、容值大小、ESR、EMI等。不同的電路設(shè)計(jì)可能需要不同的旁路電容值。但是，我們發(fā)現(xiàn)0.1uF電容器是最常用的旁路電容值之一。

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容值大小

旁路電容的大小需要根據(jù)電路的實(shí)際情況來(lái)選擇，電源噪聲的濾波電容不能夠太小，也不能夠太大。太小會(huì)導(dǎo)致濾波效果不佳，太大會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，在實(shí)際的應(yīng)用中，我們使用的旁路電容容值范圍一般在0.1uF-10uF之間，這樣濾波效果最好。其中0.1uF的容值大小最佳，能夠在一定程度上濾掉電源上的噪聲，同時(shí)也不會(huì)影響系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)，這樣就成了我們?cè)诤芏嚯娐分惺褂玫臉?biāo)準(zhǔn)值0.1uF。

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成本因素

由于在實(shí)際生活中，0.1uF的電容成本較低，可輕易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，并且各個(gè)規(guī)格也很常見(jiàn)，因此成為很多電路設(shè)計(jì)選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，由于0.1uF已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種電子系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際驗(yàn)證，許多經(jīng)驗(yàn)豐富的電子工程師也推薦使用0.1uF電容，用于IC電路旁路濾波。

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0.1uF電容特性

頻率特性

由于現(xiàn)在很多電源噪聲的頻率一般都在幾百KHz以上，按照C=1/F，0.1uF電容能夠非常有效地過(guò)濾掉這些高頻噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

ESR

如上圖所示，ESR是電容的串聯(lián)等效電阻，ESL是電容的串聯(lián)等效電感，C是真正的理想電容。其中ESR和ESL是由電容的制造工藝和材料決定的，無(wú)法人為消除。ESR影響電源的紋波，ESL影響電容的濾波頻率特性。

電容的容抗：XC=1/ωC，ω=2πf

電感的感抗：XL=ωL，ω=2πf

實(shí)際電容的復(fù)阻抗：Z=ESR+1/jωC+jωL

對(duì)于一個(gè)特定電容，當(dāng)信號(hào)頻率低于其自諧振頻率時(shí)呈容性，當(dāng)信號(hào)頻率高于其自諧振頻率時(shí)呈感性。

ESR是描述電容內(nèi)部電阻的，純粹的容性負(fù)載是不消耗功率的，而由于ESR的存在，電容就會(huì)做功，從而導(dǎo)致溫度上升，0.1uF ESR內(nèi)部電路較小，電容做功小，不會(huì)對(duì)電路溫度影響。

尺寸

在實(shí)際電路中設(shè)計(jì)中，我們還需要去考慮負(fù)載電容的尺寸，0.1uF電容的各種封裝尺寸都有，能夠更好地適配PCB的尺寸，不用占用太多空間。

因此，在電子電路設(shè)計(jì)中，旁路電容是一種不可或缺的電子元器件，它能夠用于電源濾波，0.1uF的電容是最常用的旁路電容之一，它的電容值大小合適、成本低廉，而且經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，具有良好的頻率響應(yīng)特性，成為了電路設(shè)計(jì)中的理想選擇。在很多電路設(shè)計(jì)中，特別是芯片附件都需要放置0.1uF的電容。