自諧振頻率（SRF）是衡量電容器有效工作頻率上限的重心指標(biāo)。對(duì)于超寬帶應(yīng)用，必須要求電容器的SRF遠(yuǎn)高于系統(tǒng)的工作頻率，否則其電感特性將無法有效抑制高頻噪聲。提升SRF的策略主要圍繞降低ESL和減小電容值。根據(jù)fSRF = 1/(2π√(LC))，減小L或C都能提高fSRF。因此，超寬帶電容常采用以下方法：一是優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)和端電極設(shè)計(jì)以小化ESL；二是使用小尺寸封裝（如0201比0805的ESL小得多）；三是對(duì)于極高頻率的退耦，會(huì)故意選用較小容值的電容（如100pF， 1nF），因?yàn)槠銼RF更高，專門用于濾除特定高頻噪聲，與較大容值的電容配合使用以覆蓋全頻段。小型化封裝（如0201）固有電感更低，高頻性能更優(yōu)異。111ZDA510K100TT

多層陶瓷芯片（MLCC）是實(shí)現(xiàn)超寬帶電容的主流技術(shù)路徑。為追求超寬帶性能，MLCC技術(shù)經(jīng)歷了明顯演進(jìn)。首先，采用超細(xì)粒度、高純度的介電材料（如Class I類中的NPO/COG特性材料），這類材料的介電常數(shù)隨頻率和溫度的變化極小，保證了電容值的穩(wěn)定性。其次，采用層層疊疊的精細(xì)內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)，并通過優(yōu)化電極圖案（如交錯(cuò)式設(shè)計(jì)）和采用低電感端電極結(jié)構(gòu)（如三明治結(jié)構(gòu)或帶翼電極），極大縮短了內(nèi)部電流路徑，有效降低了ESL。，封裝尺寸不斷小型化（如0201， 01005甚至更小），不僅節(jié)省空間，更關(guān)鍵的是因?yàn)楦〉奈锢沓叽缫馕吨偷墓逃须姼?，使其自諧振頻率得以推向更高的頻段，從而覆蓋更寬的頻譜。116UEC300M100TT為自動(dòng)駕駛汽車的毫米波雷達(dá)提供清潔的電源環(huán)境。

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材料。

單一電容器無法在超寬頻帶內(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，通過精心選擇不同容值、不同封裝的電容并合理布局，來實(shí)現(xiàn)超寬帶的低阻抗目標(biāo)。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中助力實(shí)現(xiàn)低功耗與高性能的平衡。

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。安裝電感主要來自電容焊盤到電源/地平面之間的過孔（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。超寬帶電容指在極寬頻率范圍內(nèi)保持性能穩(wěn)定的電容器。116UEC300M100TT

多層陶瓷（MLCC）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)超寬帶特性的主流方案。111ZDA510K100TT

封裝小型化是提升高頻性能的必然趨勢(shì)。更小的物理尺寸（如01005， 0201， 0402封裝）意味著更短的內(nèi)部電流路徑和更小的電流回路面積，從而天然具有更低的ESL。這使得小封裝電容的自諧振頻率（SRF）可以輕松達(dá)到GHz以上，非常適合用于芯片周邊的超高頻退耦。然而，小型化也帶來了挑戰(zhàn)：更小的尺寸對(duì)制造精度、材料均勻性和貼裝工藝提出了更高要求；同時(shí)，容值通常較小。因此，在PCB設(shè)計(jì)中，通常采用“大小搭配”的策略，將超小封裝的電容盡可能靠近芯片的電源引腳放置，以應(yīng)對(duì)比較高頻的噪聲，而稍大封裝的電容則負(fù)責(zé)稍低的頻段，共同構(gòu)建一個(gè)從低頻到超高頻的全譜系退耦網(wǎng)絡(luò)。
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