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这是射频美学的第1584期分享。
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2024射频美学50篇原创计划 第20篇
01 高频电容的作用
在射频领域，贴片式电容的作用非常的丰富，可以进行滤波器调谐、阻抗匹配、晶体管有源器件的偏置电路等，了解电容的高频特性显得非常重要，高频的时候电容到底显什么特性呢？
02 平行板电容器的原理
当平行板的尺寸大于其间隔时，常规电路分析理论对平行板电容器的电容定义如下：
其中A代表平板的面积，d代表平板的间隔，ε代表真空电容率，ε=1/4πk，其中式中的k是静电力常量，k=9.0×109Nm2/c2，ε0≈8.85418782 x 10^-12 F/m。
理想情况下，平板间是没有电流。
03 电容器的阻抗表达式及损耗角正切
在高频时，电介质变得有损耗了（即有传导电流存在）。所以电容器的阻抗表示成电导Ge和电纳ωC的并联组合：
在上面的表达式中，直流电流起源于电导Ge=σA/d，其中σ是介质的电导率。
目前习惯引入损耗角正切tanΔ(loss tangent)，其中tanΔ=σ/(ωε)，将其带入Ge的表达式中，得到：
Ge=σA/d=（ωε)A/dtanΔ=ωCtanΔ。
04 高频电容的等效模型
考虑到寄生引线电感L，引线欧姆损耗的串联电阻Rs ，以及介质损耗电阻Re， 所以一个高频电容的等效电路如下图所示：
进一步电容器的阻抗表达式可以详细表达如下：
电容的阻抗绝对值和频率的关系如下图所示：
解析：
在低频时，其电阻器的阻抗是线性下降，表现为容性特质；
当频率到达一定值时，比如到了GHz频率以上时，出现了一个谐振点，使整个电容器的阻抗值达到了最低，通常来讲会出现多个谐振点；
当频率超过谐振点频率之后，由于电感效应的增强，使得整个电阻器的阻抗又继续上升。
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