旁路电容

电容种类繁杂，但无论再怎么分类，其基本原理都是利用电容对交变信号呈低阻状态。交变电流的频率f越高，电容的阻抗就越低。旁路电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路；去耦电容的主要功能是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地，加入去耦电容后电压的纹波干扰会明显减小；滤波电容常用于滤波电路中。

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对于理想的电容器来说，不考虑寄生电感和电阻的影响，那么在电容设计上就没有任何顾虑，电容的值越大越好。但实际情况却相差很远，并不是电容越大对高速电路越有利，反而小电容才能被应用于高频。

理想电容只存在于教科书中，现实世界的每个电容器都会因其实体结构而产生额外的复杂性。由介电层(dielectriclayer)隔开的两个极板(plate)与导线或金属箔(metalfoil)串联，即可实现实际的连接；这两种金属导体会导入等效串联电感(ESL)以及等效串联电阻(ESR)。

总而言之，实体电容就是一种串联谐振电路(series tank circuit)，具有串联谐振频率以及受串联电阻影响的串联谐振因子「Q」。

电容器并不仅限于其字面意思，在低于其串联谐振的频率下，电容会对电激励(electrical excitation)表现出电容性阻抗；而在高于其串联谐振的频率下，它对电激励表现出电感性阻抗。

关于宽带轨(broadband rail)电压旁路，一个传统的观点认为应该使用不同容量的电容并联组合。常见的并联组合阵容包括：一个大容量的铝或钽电解电容C1；一个大容量的陶瓷电容C2；一个小容量的陶瓷电容C3；电路板的布线电容(artwork capacitance)，称之为C4；以及天知道从哪里来的电容，如线束电容(harness capacitance)和/或半导体组件电容，统称为C5。

一般来讲，从电路上说，总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。

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去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。

在此介绍性文章中，我会分享我个人对于电路板设计人员之间通常讨论的一个问题的看法：我们需要多少旁路电容？正如我们通常与我的Eric Bogatin说到的：“这要看具体情况了。”不过至少在一般而言，从历史的角度来看现有的设计限制，我们应该能总结出相对具体的答案。

比如图1的电脑板。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2017-11/wen_zhang_/100008726-29365-z1.p…; alt=“” width="600"></center><center><i>图1.一块使用二极管和晶体管的上世纪60，70年代的电脑板</i></center>