射頻電容ESR

解：計(jì)算這一線路的射頻電流， 再以電流計(jì)算電容中的射頻功率耗散。電流＝（功率/阻抗）

1/2 (這是這一線路內(nèi)的電流)（1000/50）1/2 =4.47 安培電容中實(shí)際耗散功率：P＝I2 x ESR (這

是電容將耗散的功率)P＝4.47 x 4.47 x 0.018 = 0.34 瓦。

這個(gè)結(jié)果意味著在一個(gè)1000瓦射頻功率，50歐姆阻抗的設(shè)備中，只有0.34瓦是由于ESR而被電容消耗掉的。因此，電容由于ESR只消耗了它額定最大功率的6.8％。由于電容ESR損耗極低， 電容溫升可以忽略。

介質(zhì)損耗（Rsd）

介質(zhì)成分，不純度和微觀結(jié)構(gòu)例如晶粒大小，組成和氣孔多少（密度）這些介質(zhì)特性決定陶瓷電容的介質(zhì)損耗正切。每種介質(zhì)都有自己的損耗因數(shù)，或損耗正切。損耗正切數(shù)值等于耗散系數(shù)（DF），是電容介質(zhì)在射頻下?lián)p耗的量度。這個(gè)損耗造成介質(zhì)發(fā)熱。在極端情況下，熱損壞能造成設(shè)備失效。耗散系數(shù)是介質(zhì)損耗量級(jí)很好的指標(biāo)， 通常是在低頻，即1MHz下測(cè)定的。在這頻率下介質(zhì)損耗是電容損耗的主要成分。

金屬損耗（Rsm）

金屬損耗取決于電容結(jié)構(gòu)中所有金屬各自的電阻特性，和趨膚效應(yīng)引起的隨頻率變化的電極損耗。這包括電極，終端和阻擋層等任何其他金屬。Rsm的作用也是使電容發(fā)熱。在極端情況下，熱損壞能造成設(shè)備失效。這些損耗包括歐姆損耗和趨膚效應(yīng)損耗。多數(shù)多層陶瓷電容的“趨膚效應(yīng)”損耗通常發(fā)生在30MHz以上的頻率。下例給出一個(gè)ESR，由金屬的Rsm構(gòu)成，數(shù)值由頻率決定。例：一個(gè)100pF 電容在30MHz時(shí)ESR是18毫歐姆。它在120MHz時(shí)ESR是多少？

解：計(jì)算頻率比值的平方根：(120/30)1/2 ＝（4）1/2 ＝2120MHz時(shí)ESR是30MHz時(shí)的2

倍，即36毫歐姆。

下表給出ATC180R系列22pF 電容的介質(zhì)損耗Rsd和金屬損耗Rsm。兩種損耗分別在不同

頻率下測(cè)定， 相同頻率下測(cè)得的兩種損耗相加得到該頻率下的ESR。注意低頻下占主導(dǎo)地位的是介質(zhì)損耗Rsd，高頻下則是金屬損耗Rsm。其他容值的電容情況相似，只是Rsd和Rsm分占比例不同。

通常產(chǎn)品目錄給出頻率30MHz或更高時(shí)的ESR曲線， 這時(shí)損耗主要由金屬造成，介質(zhì)損耗事實(shí)上低到可以忽略，不對(duì)總體ESR造成任何影響。

ESR， Q， DF 和Xc 的關(guān)系

下圖是電容電壓電流的相位關(guān)系，以及耗散系數(shù)，ESR和阻抗幅值。在理想電容里電流超前電壓90o。下圖中Ia 是流過電容的實(shí)際電流，Ia和理想電容電流形成一個(gè)Φ角，叫做損耗角。注意Ia和Vc的關(guān)系與Xc和ESR的關(guān)系成比例。下面表2給出圖1中所有參數(shù)的關(guān)系。普遍規(guī)律是，在頻率低于1MHz時(shí)，介質(zhì)損耗（Rsd）占主導(dǎo)地位，設(shè)計(jì)時(shí)用DF。在較高的射頻頻率，即30MHz 到微波頻率，ESR 和對(duì)應(yīng)的Q值事實(shí)上總是主要由金屬損耗（Rsm）決定。

測(cè)量ESR