在我们电路设计中用作电源滤波中经常会用到用到2个小电容来并联,这两个电容值一般为0.1uf+10uf这种数值结合。那为什么不直接使用一个电容值呢?那么大家有没有想过为什么使用这种常见组合来工作呢?下面我们从下面几点来一起讨论下这个问题。
i)提供更宽的频率滤波范围
每个电容的阻抗在自谐振频率时最低,超出该频率后阻抗会因等效串联电感(ESL)而升高。10μF电容的谐振频率可能在 1M左右,低频滤波有效,但高频时阻抗急剧上升。0.1μF陶瓷电容的 谐振频率可能在 10M-100M之间,高频性能优异,但低频滤波能力弱。单一电容无法兼顾高低频:若仅用10μF,高频噪声无法滤除;若仅用0.1μF,低频纹波会残留。10μF在低频段(如1kHz~1MHz)提供低阻抗路径。0.1μF在高频段(如1MHz~100MHz)维持低阻抗。下面是单个电容和并联电容的阻抗频率特性曲线图。
ii)瞬态响应能力好
0.1μF小电容:体积小、ESL低,可贴近芯片放置,快速响应高频瞬态电流(充放电速度快)。10μF大电容:储能更多,稳定低频电压波动,但响应速度慢。小电容“就近响应”高频需求,大电容“全局维稳”低频电压。在一些开关瞬间需要纳秒级响应的大电流的电路可以顺速响应。
0.1μF和10μF电容并联的核心目的是:低频靠大电容储能,高频靠小电容吸收,通过互补覆盖全频段噪声,并且迅速响应电流需求。这种组合在电源设计、高速数字电路和模拟电路中极为常见,是优化电源完整性和信号质量的关键手段。