貼片電容Q與ESR值的測量方法有什么不同?
貼片電容Q值是一個無量綱數,數值上電容的電抗除以寄生電阻(ESR)。Q值隨頻率變化而有很大的變化,這是由於電抗和電阻都隨著頻率而變。頻率或者容量的改變會使電抗有著大的變化,因此Q值也會跟著發生很大的變化。從公式一和二上可以體現出來:
公式一:|Z| = 1 / ( 2πf C)其中,|Z|為電抗的絕對值,單位Ω;f為頻率,單位Hz;C為容量,單位元F。
公式二:Q = |Z| / ESR其中,Q代表“品質因素”,無量綱;|Z|為電抗的絕對值,單位Ω;ESR為等效串聯電阻,單位Ω。
電容器應該表現為ESR為零歐姆、純容抗性的無阻抗元件。不論何種頻率,電流通過貼片電容時都會比電壓提前正好90度的相位。
實際上,會或多或少存在值的ESR。一個特定貼片電容的ESR隨著頻率的變化而變化,并且是有等式關系的。這是由於ESR的來源是導電電極結構的特性和絕緣介質的結構特性。為了模型化分析,把ESR當成單個的串聯寄生元。過去,的電容參數都是在1MHz的標準頻率下測得,但當今是一個高頻的世界,1MHz的條件是遠遠不夠的。一個性能的高頻電容給出的典型參數值應該為:200MHz ,ESR=0.04Ω;900MHz, ESR=0.10Ω;2000MHz,ESR=0.13Ω。
用從向量網路分析器收集而得的S參數去推導ESR是不可信的。主要原因是這個資料的精度受限於網路分析器在50Ω系統中的精度(典型的± 0.05 dB測量精度在電容低到±0.01 dB低損耗區是精度不足的)。同樣,用LCR儀表去測量高Q器件的Q和ESR也是不可信的。這是由於當元件的Q 值非常高時,LCR 儀表不能正確地分辨出小的貼片電阻(R)和非常大的電抗(Z)。因此,高Q電容器的ESR和Q的測量方法,一般使用作為行業標準的諧振線路測試法。