即使選擇了ESL極低的超寬帶電容，不合理的PCB布局和安裝也會(huì)引入巨大的安裝電感，徹底毀掉其性能。安裝電感主要來(lái)自電容焊盤(pán)到電源/地平面之間的過(guò)孔（via）和走線。為了小化安裝電感，必須遵循以下原則：一是使用短、寬的走線連接；二是使用多個(gè)緊鄰的、低電感的過(guò)孔（via）將電容的兩個(gè)端直接連接到近的電源層和地層；三是采用對(duì)稱(chēng)的布局設(shè)計(jì)。對(duì)于比較高頻的應(yīng)用，甚至需要采用嵌入式電容技術(shù)，將電容介質(zhì)材料直接制作在PCB的電源-地平面之間，實(shí)現(xiàn)近乎理想的平板電容結(jié)構(gòu)，將寄生電感降至幾乎為零，這是實(shí)現(xiàn)超寬帶性能在系統(tǒng)級(jí)上的手段之一。為FPGA和ASIC芯片內(nèi)部不同電壓域提供高效退耦。116RJ4R7K100TT

實(shí)現(xiàn)超寬帶性能面臨著多重嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。首要挑戰(zhàn)是寄生電感（ESL），任何電容器都存在由內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引線帶來(lái)的固有電感，其阻抗隨頻率升高而增加（ZL=2πfL），在某個(gè)自諧振頻率（SRF）后，電容器會(huì)呈現(xiàn)出電感特性，失去退耦和濾波功能。其次，是寄生電阻（ESR），它會(huì)導(dǎo)致能量損耗和發(fā)熱，且其值隨頻率變化。第三，是介質(zhì)材料本身的頻率響應(yīng)，不同介質(zhì)材料的介電常數(shù)會(huì)隨頻率變化，影響電容值的穩(wěn)定性。，封裝尺寸、安裝方式以及PCB布局都會(huì)引入額外的寄生電感和電容，極大地影響終在板性能。因此，超寬帶電容的設(shè)計(jì)是材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)工程和應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合。116RGA180M100TT符合RoHS等環(huán)保指令，滿足全球市場(chǎng)準(zhǔn)入要求。

寄生參數(shù)是理解電容器頻率響應(yīng)的關(guān)鍵。一個(gè)非理想電容器的簡(jiǎn)化模型是電容（C）、等效串聯(lián)電感（ESL）和等效串聯(lián)電阻（ESR）的串聯(lián)。其總阻抗Z = √(R2 + (2πfL - 1/(2πfC))2)。在低頻時(shí)，容抗（1/ωC）主導(dǎo)，阻抗隨頻率升高而下降，表現(xiàn)出典型的電容特性。當(dāng)頻率達(dá)到自諧振頻率（fSRF = 1/(2π√(LC))）時(shí)，容抗與感抗相等，阻抗達(dá)到最小值，等于ESR。超過(guò)fSRF后，感抗（ωL）開(kāi)始主導(dǎo)，阻抗隨頻率升高而增加，器件表現(xiàn)出電感特性，退耦效果急劇惡化。超寬帶電容的重心目標(biāo)就是通過(guò)技術(shù)手段將ESL和ESR降至極低，并將fSRF推向盡可能高的頻率，同時(shí)保證在寬頻帶內(nèi)阻抗都低于目標(biāo)值。

介質(zhì)材料的選擇直接決定了電容器的基本頻率和溫度特性。Class I類(lèi)材料，如COG（NPO）特性，具有比較高的穩(wěn)定性：其介電常數(shù)隨溫度、頻率和電壓的變化微乎其微，損耗角正切（tanδ）極低，非常適合用于要求高Q值、低損耗和超穩(wěn)定性的超寬帶高頻電路、諧振器和濾波器中。但其相對(duì)介電常數(shù)較低，因此難以在小體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高容值。Class II類(lèi)材料，如X7R、X5R特性，具有高介電常數(shù)，能在小尺寸下實(shí)現(xiàn)高容值，常用于電源退耦和通用濾波。但其容值會(huì)隨溫度、頻率和直流偏壓明顯變化，損耗也較高，在高頻高性能應(yīng)用中受限。超寬帶應(yīng)用會(huì)根據(jù)具體頻段和功能需求混合使用這兩類(lèi)材料，以達(dá)到性能與成本的比較好平衡。它是應(yīng)對(duì)電子系統(tǒng)時(shí)鐘速度不斷提升的關(guān)鍵組件。

單一電容器無(wú)法在超寬頻帶內(nèi)始終保持低阻抗。因此，在實(shí)際電路中，需要構(gòu)建一個(gè)由多個(gè)不同容值電容器組成的退耦網(wǎng)絡(luò)。小容量電容（如0.1μF， 0.01μF， 1000pF， 100pF）擁有較高的自諧振頻率，負(fù)責(zé)濾除中高頻噪聲；而大容量電容（如10μF， 47μF）或電解電容負(fù)責(zé)濾除低頻紋波和提供電荷儲(chǔ)備。這些電容并聯(lián)后，它們的阻抗曲線相互疊加，從而在從低頻到極高頻的整個(gè)范圍內(nèi)形成一條平坦的低阻抗路徑。PCB上的電源分配網(wǎng)絡(luò)（PDN）設(shè)計(jì)就是基于此原理，通過(guò)精心選擇不同容值、不同封裝的電容并合理布局，來(lái)實(shí)現(xiàn)超寬帶的低阻抗目標(biāo)，確保電源完整性。選擇超寬帶電容是為產(chǎn)品高性能和可靠性進(jìn)行的關(guān)鍵投資。111XBB3R6D100TT

構(gòu)建退耦網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需并聯(lián)不同容值電容以覆蓋全頻段。116RJ4R7K100TT

設(shè)計(jì)完成后，必須對(duì)實(shí)際的PCB進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）是測(cè)量電容器及其網(wǎng)絡(luò)阻抗特性的關(guān)鍵工具。通過(guò)單端口測(cè)量，可以獲取電容器的S11參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換為阻抗隨頻率變化的曲線（Zvs.f），從而直觀地看到其自諧振頻率、小阻抗點(diǎn)以及在高頻下的表現(xiàn)。對(duì)于在板PDN阻抗的測(cè)量，則通常使用雙端口方法。這些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)用于與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，并診斷任何由制造或安裝引入的異常。而已普及到高級(jí)消費(fèi)電子產(chǎn)品中。高級(jí)智能手機(jī)的5G/4G射頻前端模塊（FEM）、應(yīng)用處理器（AP）和內(nèi)存的電源管理，都極度依賴(lài)大量的超小型超寬帶MLCC。手機(jī)的有限空間和極高的工作頻率，要求電容必須兼具微小尺寸（01005是主流）和很好的高頻性能。它們的數(shù)量可能高達(dá)數(shù)百甚至上千顆，是確保手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度、數(shù)據(jù)處理速度和電池續(xù)航能力的關(guān)鍵微小組件。116RJ4R7K100TT

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