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LDO 基础知识 6 Texas Instruments
作者:Wilson Fwu
为了让 LDO 正常工作,需要配备输出电容器。将 LDO 用于实
际应用时,如何选择适当的输出电容器是一个常见的问题。因
此,让我们来探讨一下选择输出电容器时需要考虑的各种事项
及其对 LDO 的影响。
什么是电容器?
电容器是用于储存电荷的器件,其中包含一对或多对由绝缘体
分隔的导体。电容器通常由铝、钽或陶瓷等材料制成。各种材
料的电容器在系统中使用时具有各自的优缺点,如表 1 所示。
陶瓷电容器通常是理想的选择,因为其电容变化最小,而且成
本较低。
电容器材料 优点 缺点
铝
• 常常用作低通滤波器。
• 电容较高。
• 极化。
• 尺寸大。
• 等效串联电阻 (ESR) 值大。
• 可能出现过热。
• 使用寿命有限。
• 泄漏电流大。
• 极化。
钽
• 尺寸小。
• 使用寿命长。
• 泄漏电流小。
• 极化。
陶瓷
• 非极化。
• 尺寸非常小。
• ESR 值极小。
• 成本低。
• 容差低。
• 热稳定性高。
• 选择大电容时受限。
• 直流偏置降额。
表
1
:不同材料电容器的优缺点。
什么是电容?
电容器是用于储存电荷的器件,而电容是指储存电荷的能力。
在理想情况下,电容器上标注的值应与其提供的电容量完全相
同。但我们并未处于理想情况下,不能只看电容器上标注的
值。稍后您将发现电容器的电容可能只有其额定值的 10%。这
可能是由于直流电压偏置降额、温度变化降额或制造商容差造
成的。
直流电压降额
考虑到电容器的动态特性(以非线性方式存储和耗散电荷),
有些极化现象在不施加外部电场的情况下也可能会出现;这就
是所谓的“自发极化”。自发极化是由材料的不活跃电场引起
的,不活跃电场为电容器提供初始电容。对电容器施加外部直
流电压会生成电场,生成的电场会反转初始极化,然后将剩余
的有源偶极子“锁定”或极化到位。极化与电介质内电场的方
向有关。
如图 1 所示,锁定的偶极子不会对交流电压瞬变作出反应;因
此,有效电容低于施加直流电压前的值。
图
1
:直流电压降额。
图 2 显示了对电容器施加电压所产生的影响以及产生的电容。
请注意,外壳尺寸较大时损失的电容较小;这是因为外壳尺寸
越大,导体之间存在的电介质越多,而这会降低电场强度并减
少锁定的偶极子数。
图
2
:电容与直流偏置电压和电容器尺寸的关系。
第 2 章:电容器与电容
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金属片
金属片
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0 V DC
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0V
金属片
金属片
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5 V DC
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5V
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有源
偶极子
锁定
偶极子
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有源
偶极子