为什么芯片电源引脚的去耦电容一般选100nF？这道电路面试必考题一定要会！

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1. 频率响应够用

一般来说芯片开关产生的噪声频率一般在几十MHz到几百MHz之间，这个跟芯片实际的时钟频率和开关速度有关。这意味着去耦电容得能快速响应这个范围的波动。而电容的阻抗（Zc = 1/(2πfC)）跟频率f和容量C反着走。频率高时，电容阻抗低，能吸高频噪声；频率低时，阻抗高，作用就弱了。

而一般100nF电容的表现可谓是恰到好处：

在10MHz时，100nF的阻抗大概是0.16Ω，够低，能吸掉大部分噪声。

到100MHz时，阻抗降到0.016Ω，更好使。

再高点（比如1GHz），寄生电感开始捣乱，但这频率已经超出很多芯片的主要噪声范围了。

相比而言10nF电容在100MHz时阻抗0.16Ω，还行，但在10MHz时就1.6Ω，有点不够用。而1μF电容在10MHz时阻抗0.016Ω，很好，但低频时太强，高频时封装寄生电感又拖后腿。所以咱们就能得出来一个结论：100nF的频率覆盖正好卡在大多数数字芯片的噪声“甜点区”。

2. 反应速度合适

电容容量越大，存的电荷多，但充放电速度慢；容量小，反应快，但存电不够。100nF的优势就是它能存够芯片一次开关需要的电荷，通常是pC到nC级别，当然这实际上要视芯片电流而定。同时，100nF的充放电时间常数（RC）很短，能跟得上几十MHz的瞬态跳变。

咱们可以举个例子：假设一个芯片内部晶体管开关电流峰值10mA，持续10ns，所需电荷Q=I×t=10mA×10ns=100pC。100nF在5V下存电Q = C×V=100nF×5V=500nC，绰绰有余，还能快速释放。

3. 寄生效应可控

电容不是理想元件，实际有寄生电感ESL和电阻ESR，封装越大，比如1206对比0402，寄生电感越高，高频下效果越差。100nF的电容常用0402或0603封装，寄生电感低，一般0.5nH左右。自谐振频率SRF（电容和寄生电感共振的点）在几十MHz到100MHz左右，正好覆盖芯片噪声范围。

相比之下1μF的SRF可能掉到10MHz以下，高频就不灵了。10nF的SRF很高（上百MHz），但容量小，低频补电不够。所以100nF电容在容量和寄生效应间平衡得不错。

4. 习惯使然

还有很重要的一点是100nF不是理论算出来的“完美值”，而是多年设计里大家试出来的“万金油”。芯片厂商像TI、ST、NXP啥的在数据手册里老推荐0.1μF，搞得这值成了行规。并且电容厂家供应链也配合，100nF便宜好买，封装齐全，谁也不想费劲去改。

100nF能当去耦电容的“标配”，不是因为它完美，而是因为它够“中庸”。频率响应、反应速度、寄生效应和工程习惯凑一块儿，造就了它的地位。但设计时别死脑筋，具体芯片的噪声频率、电流需求不一样，得多试试。我干活时，示波器一测，哪个值稳就用哪个，数据说话比啥都强。