解析電阻、電容及電感的高頻等效電路及特性曲線
發布時間:2018-05-18 責任編輯:lina
【導讀】低(di)頻(pin)電(dian)子(zi)學(xue)中(zhong)最(zui)普(pu)通(tong)的(de)電(dian)路(lu)元(yuan)件(jian)就(jiu)是(shi)電(dian)阻(zu),它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)通(tong)過(guo)將(jiang)一(yi)些(xie)電(dian)能(neng)裝(zhuang)化(hua)成(cheng)熱(re)能(neng)來(lai)達(da)到(dao)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)的(de)目(mu)的(de)。電(dian)阻(zu)的(de)高(gao)頻(pin)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi),其(qi)中(zhong)兩(liang)個(ge)電(dian)感(gan)L模擬電阻兩端的引線的寄生電感,同時還必須根據實際引線的結構考慮電容效應;用電容C模擬電荷分離效應。
高頻電阻
低(di)頻(pin)電(dian)子(zi)學(xue)中(zhong)最(zui)普(pu)通(tong)的(de)電(dian)路(lu)元(yuan)件(jian)就(jiu)是(shi)電(dian)阻(zu),它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)通(tong)過(guo)將(jiang)一(yi)些(xie)電(dian)能(neng)裝(zhuang)化(hua)成(cheng)熱(re)能(neng)來(lai)達(da)到(dao)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)的(de)目(mu)的(de)。電(dian)阻(zu)的(de)高(gao)頻(pin)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi),其(qi)中(zhong)兩(liang)個(ge)電(dian)感(gan)L模擬電阻兩端的引線的寄生電感,同時還必須根據實際引線的結構考慮電容效應;用電容C模擬電荷分離效應。

電阻等效電路表示法
根據電阻的等效電路圖,可以方便的計算出整個電阻的阻抗:

下圖描繪了電阻的阻抗絕對值與頻率的關係,正像看到的那樣,低頻時電阻的阻抗是R,然而當頻率升高並超過一定值 時shi,寄ji生sheng電dian容rong的de影ying響xiang成cheng為wei主zhu要yao的de,它ta引yin起qi電dian阻zu阻zu抗kang的de下xia降jiang。當dang頻pin率lv繼ji續xu升sheng高gao時shi,由you於yu引yin線xian電dian感gan的de影ying響xiang,總zong的de阻zu抗kang上shang升sheng,引yin線xian電dian感gan在zai很hen高gao的de頻pin率lv下xia代dai表biao一yi個ge開kai路lu線xian或huo無wu 限大阻抗。

一個典型的1KΩ電阻阻抗絕對值與頻率的關係
高頻電容
片狀電容在射頻電路中的應用十分廣泛,它可以用於濾波器調頻、匹配網絡、晶體管的偏置等很多電路中,因此很有必要了解它們的高頻特性。電容的高頻等效電路如圖所示,其中L為引線的寄生電感;描述引線導體損耗用一個串聯的等效電阻R1;描述介質損耗用一個並聯的電阻R2。

電容等效電路表示法
同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)一(yi)個(ge)典(dian)型(xing)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)阻(zu)抗(kang)絕(jue)對(dui)值(zhi)與(yu)頻(pin)率(lv)的(de)關(guan)係(xi)。如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi),由(you)於(yu)存(cun)在(zai)介(jie)質(zhi)損(sun)耗(hao)和(he)有(you)限(xian)長(chang)的(de)引(yin)線(xian),電(dian)容(rong)顯(xian)示(shi)出(chu)與(yu)電(dian)阻(zu)同(tong)樣(yang)的(de)諧(xie)振(zhen)特(te)性(xing)。

一個典型的1pF電容阻抗絕對值與頻率的關係
高頻電感
電感的應用相對於電阻和電容來說較少,它主要用於晶體管的偏置網絡或濾波器中。電感通常由導線在zai圓yuan導dao體ti柱zhu上shang繞rao製zhi而er成cheng,因yin此ci電dian感gan除chu了le考kao慮lv本ben身shen的de感gan性xing特te征zheng,還hai需xu要yao考kao慮lv導dao線xian的de電dian阻zu以yi及ji相xiang鄰lin線xian圈quan之zhi間jian的de分fen布bu電dian容rong。電dian感gan的de等deng效xiao電dian路lu模mo型xing如ru下xia圖tu所suo示shi,寄ji生sheng旁pang路lu電dian容rongC和串聯電阻R分別由分布電容和電阻帶來的綜合效應。

高頻電感的等效電路
與電阻和電容相同,電感的高頻特性同樣與理想電感的預期特性不同,如下圖所示:首先,當頻率接近諧振點時,高頻電感的阻抗迅速提高;第二,當頻率繼續提高時,寄生電容C的影響成為主要的,線圈阻抗逐漸降低。

電感阻抗絕對值與頻率的關係
總之,在高頻電路中,導線連同基本的電阻、電容和電感這些基本的無源器件的性能明顯與理想元件特征不同。讀者可以發現低頻時恒定的電阻值,到高頻時顯示出具 有諧振點的二階係統相應;在高頻時,電容中的電介質產生了損耗,造成電容起呈現的阻抗特征隻有低頻時才與頻率成反比;在低頻時電感的阻抗響應隨頻率的增加 而er線xian形xing增zeng加jia,達da到dao諧xie振zhen點dian前qian開kai始shi偏pian離li理li想xiang特te征zheng,最zui終zhong變bian為wei電dian容rong性xing。這zhe些xie無wu源yuan元yuan件jian在zai高gao頻pin的de特te性xing都dou可ke以yi通tong過guo前qian麵mian提ti到dao的de品pin質zhi因yin數shu描miao述shu,對dui於yu電dian容rong和he電dian感gan來lai說shuo,為wei了le調tiao諧xie 的目的,通常希望的到盡可能高的品質因數。
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