三端電容

三端電容

對於硬件工程師來說，電容器無處不在，閒話少說，首先上圖。對比先後三代iphone手機原理圖中電容器使用的變化可以看出一些端倪，以此管中窺豹。

1 從iphone手機上電容器的變遷說起
這是iphone4上的電容器，很顯然，主要都是普通的兩端子MLCC。

這是iphone5上的電容器，很顯然，主要都是普通的兩端子MLCC。

重點來了，下圖是iPhone6s的原理圖，在這份電路圖中不難看出，蘋果大量的應用了三端電容器。

2011年蘋果手機首次超越諾基亞成爲全球最大的智能手機廠商，預示着王朝的興替交接，從2011年一直至今，蘋果手機一直引領着手機軟硬件的發展趨勢與潮流，設計也成爲了其他廠商競相模仿的對象。因此，蘋果手機的設計改變一定程度上預示着未來的發展方向，三端電容器以其優異的性能可以預見在將來的移動端會得到更加大規模的使用。那麼三端電容器究竟好在哪裏？

2 三端電容器簡述-完善普通MLCC性能
對於常見的電容來說，都是有兩個端口，普通的引線型陶瓷電容器（二端子）結構如下圖。

由於其引線端子部分帶有微小的殘留電感，因此在作爲旁路電容使用時，會與地面產生電感。在電容器的插入損耗圖中，理想的電容器的插入損耗應該如圖中虛線所示，逐漸增大。但是，我們實際應用中插入損耗的曲線圖無一例外是如實線類似的曲線，大家可否想過其中緣故？
原因簡單來說，由於實際的電容器是存在殘留電感的，因此會產生干擾，降低頻率性能，因此，會產生如實線所示的V字形插入損耗曲線，如下圖所示。

三端子電容器是爲改善二端子電容器的高頻特性而對引線端子的形狀進行改進後形成的陶瓷電容器。如圖所示，三端子電容器在單側引出兩根引線端子。將兩根引出的引線分別連接至電源和信號線的輸入、輸出端，將相反一側接地，即可形成如圖所示的等效電路圖。通過這種連接方式，兩根引線側的引線電感將不進入大地側，由此可極大地減小接地電感。此外，它有三根引線，其中一個電極上有兩根引線。這樣一個微小的改變，卻使電容器的濾波效果發生了很大的改善。普通電容的引線電感對於電容的高頻濾波的作用是有害的，而三端電容卻巧妙地利用了引線電感，構成了一個T型低通濾波器，能夠起到降低干擾的作用。

上圖爲片狀三端子電容器的結構圖。在芯片兩端接地，夾住電介質，使貫通電極與接地電極交互層疊，從而形成類似於穿心電容器的結構。等效電路如圖所示，貫通電極的電感與其在引線型三端子電容器中的情況一樣，起到類似於T型濾波器的電感的作用，因此可減小殘留電感的影響。此外，由於接地端連接距離較短，因此該部分的電感也非常微小。並且，由於接地端連接兩端，因此呈並聯連接狀態，電感也將降低了很多。

3 三端電容器強悍的性能
首先，對對片狀三端子電容器與片狀二端子多層電容器的插入損耗特性進行比較。由於兩種元件的電容量相同，因此在低頻範圍內特性相同。但是二端子電容器在頻率超過10MHz後性能便開始下降，而三端子電容器則在超過100MHz後纔會出現性能下降。所以，片狀三端子電容器在一定程度的高頻範圍內都不會出現性能下降，因此它適用於需要去除高頻干擾的case。