原文來(lái)自我的原創(chuàng)書(shū)籍《硬件設(shè)計(jì)指南 從器件認(rèn)知到手機(jī)基帶設(shè)計(jì)》：

電容分為陶瓷電容、電解電容等種類(lèi)，陶瓷電容在移動(dòng)智能產(chǎn)品中使用廣泛，又可分為兩端子電容和三端子電容。人們常說(shuō)三端子電容高頻特性好，那么作為一名硬件工程師，你了解三端子電容嗎？圖1-9 是兩端子電容和三端子電容的實(shí)物對(duì)比圖，可以看到三端子電容多了幾個(gè)引腳，正是由于這種設(shè)計(jì)差異，給三端子電容帶來(lái)了巨大的性能優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然，也帶來(lái)了昂貴的價(jià)格，魚(yú)與熊掌難兼得。

圖1-9 兩端子電容與三端子電容

理想的電容，隨著頻率的增加，阻抗越來(lái)越低，也就是說(shuō)頻率越高，電容的“電阻”越小，越接近短路狀態(tài)，信號(hào)也就越容易通過(guò)，見(jiàn)圖1-6 的阻抗-頻率曲線(xiàn)，這就是電容“隔直通交”的原因（后文介紹的低通濾波電路就是電容阻抗-頻率的一個(gè)典型應(yīng)用）。然而，實(shí)際電容是有寄生參數(shù)的，由于等效串聯(lián)電阻ESR和等效串聯(lián)電感ESL的存在，使得電容的阻抗頻率特性產(chǎn)生了巨大變化。圖1-10 是實(shí)際兩端子電容的阻抗頻率特性，我們可以看到在低頻段，容性起主導(dǎo)作用，阻抗隨著頻率增加而降低，然而高頻段是感性起主導(dǎo)作用，阻抗隨著頻率增加而增加，這部分正是我們不希望看到的。

圖1-10 實(shí)際電容阻抗頻率曲線(xiàn)

所謂三端子電容高頻特性好，就是它的ESL低。我們?cè)趫D1-11 對(duì)比22uf的兩端子電容和三端子電容的阻抗差異，可以看到兩端子電容在1MHz處阻抗大約3mΩ，三端子電容諧振頻率高一些，在3MHz處阻抗只有大約2mΩ。我們?cè)倏锤哳l部分，兩端子電容在1GHz處甚至超過(guò)了1Ω，而三端子電容只有110mΩ。如果想降低兩端子的高頻阻抗就需要并聯(lián)更多電容（電感越并越小，進(jìn)而高頻阻抗減小），換句話(huà)說(shuō)就是兩端子電容需要通過(guò)多個(gè)電容并聯(lián)的方式才能達(dá)到1個(gè)三端子電容在高頻處的阻抗特性，三端子電容高頻特性是非常不錯(cuò)的！

圖1-11兩端子電容對(duì)比三端子電容

正是因?yàn)槿俗与娙莞哳l特性好，因此在電源PDN優(yōu)化時(shí)，有時(shí)會(huì)使用三端子電容來(lái)代替普通電容，既提高系統(tǒng)電源穩(wěn)定性，又減小電容布局面積，如圖1-12 所示。為什么三端子電容的高頻特性好呢？（各位讀者一定要養(yǎng)成自主提問(wèn)的習(xí)慣）同樣的問(wèn)題：為什么三端子電容的ESL?。磕鞘且?yàn)槿俗与娙萁Y(jié)構(gòu)特殊，縮短了電流路徑，使得ESL具有并聯(lián)的特性，進(jìn)而減小了ESL，如圖1-13 所示，普通電容沿著電流方向具有一個(gè)ESL，而三端子電容結(jié)構(gòu)特殊使得這些ESL并聯(lián)，導(dǎo)致了ESL的降低（電感越并越?。?，進(jìn)而使得高頻特性好。

圖1-12三端子電容減少布局面積

圖1-13三端子電容ESL低

雖然三端子電容的高頻特性好，封裝也小，但是它價(jià)格卻很高，如果問(wèn)怎么權(quán)衡價(jià)格，那么筆者的回答是：在忽略面積的設(shè)計(jì)中，一個(gè)字“拆”，就是使用多個(gè)、多種普通電容并聯(lián)的方式優(yōu)化電源，降低成本；如果空間實(shí)在有限，當(dāng)布局放不下多個(gè)電容時(shí)再考慮在最緊湊的位置使用少量三端子電容優(yōu)化電源。

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審核編輯 黃宇