什么是旁路电容器？旁路电容的作用和原理

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旁路电容通常应用在集成电路的 VCC 和 GND 引脚之间，其主要作用是消除电压尖峰对电源的影响，并降低电源噪声。

之所以称为旁路电容器，是因为它能够绕过电源的高频分量，因此也被称为去耦电容器。它的作用是将电路的一部分与其他部分去耦，通常是将来自电源或其他 IC 的噪声分流，从而降低其对电路另一部分的影响。

旁路电容器通常应用在电路的两个位置：一个在电源处，另一个在每个有源器件（模拟或数字 IC）上。放置在电源附近的旁路电容器能够通过存储电荷并在必要时释放它们来消除电源中的电压降。靠近 IC 的 VCC 和 GND 引脚放置的旁路电容器能够满足开关电路的瞬时电流需求。

旁路电容器如何消除电源噪声？首先，我们需要了解电容器在直流和交流中的工作原理。当电容器连接在直流电源上时，电容器会充电至电源电压并阻止任何电流流过它。当电容器连接在随时间变化的交流电源上时，由于充电和放电循环，电流几乎没有或没有电阻流动。因此，当旁路电容器放置在电源两端时，它为从电源到地的噪声提供了一条低电阻路径，从而将电源分流。

没有旁路电容器的电路或不正确的旁路会产生严重的电源干扰，并可能导致电路故障。因此，在选择旁路电容器时，需要考虑以下注意事项：电容类型、电容器放置、电容尺寸等。

在高频电路中，旁路电容的引线电感是一个重要因素。因此，从器件（集成电路）的内部噪声中选择旁路电源的电容器时，必须选择引线电感低的电容器，如 MLCC 或多层陶瓷片式电容器。

旁路电容的放置应尽可能靠近设备的电源引脚。如果距离增加，PCB 上的额外粘性会转化为串联电感器和串联电阻器，从而降低电容器的有用带宽。

旁路电容器的尺寸对于确定电容器在需要时向设备提供瞬时电流的能力至关重要。在确定电容器的尺寸时需要考虑输出负载效应。

旁路电容器在放大器中的作用是为交流发射极电流从发射极流向地提供低阻抗路径，以防止电压增益损失。

几乎所有模拟和数字设备都使用旁路电容器。在这两种器件中，一个旁路电容通常是一个电容或值为 0.1µF，放置在非常靠近电源引脚的位置。电源也使用旁路电容器，它们通常是较大的 10µF 电容器。

旁路电容的值取决于器件，即在电源的情况下，它在 10µF 到 100µF 之间，在 IC 的情况下，通常为 0.1µF 或由工作频率决定。

在某些应用中，并联的旁路电容器网络用于过滤各种频率。电路中的每个有源器件都必须在靠近电源引脚的位置放置一个旁路电容器。

在模拟电路中，旁路电容器通常将电源上的高频分量重定向到地，以防止噪声进入敏感模拟 IC。在带有微处理器和控制器的数字电路中，旁路电容器的主要功能是充当电荷储存器。