中心議題：

• 鉭電容電極的傳統的做法
• 鉭電容陽極的選擇
• 常見多陽極鉭電容類型

解決方案：

• 采用縱向排列3～5個陽極於一個電容
• 采用兩個陽極橫向“鏡像”結構

開關式電源
，微處理器和數字電路應用的一個共同趨勢是降低高頻工作時的噪聲。為了做到這一點，元器件必須具備低ESR（電阻率）、高電容和高可靠性。

鉭電容器陽極的總體表麵積，特別是其表麵積與體積比，是確定其ESR值的關鍵參數之一，總表麵積越大，ESR值越大。使用多陽極是大幅降低鉭電容器ESR值的其中一種方法，其做法是在一個電容體中使用多個相同的電極材料並排。
                                          

傳統的做法

在zai高gao壽shou命ming和he高gao可ke靠kao性xing應ying用yong中zhong

，二er氧yang化hua錳meng電dian板ban極ji常chang規gui鉭tan電dian容rong器qi仍reng然ran是shi一yi個ge普pu遍bian的de選xuan擇ze。二er氧yang化hua錳meng技ji術shu能neng提ti供gong極ji好hao的de場chang性xing能neng和he環huan境jing穩wen定ding性xing以yi及ji在zai很hen寬kuan的de電dian壓ya範fan圍wei如ru2.5～50V內提供高電阻率和熱阻率，器件設計的運行溫度在125℃以上。然而

，與聚合物鉭電容器相比，二氧化錳電極係統較高的ESR是一個缺點。

陽極選擇

單一陽極技術成為標準通用型選擇是由於其出色的性價比。多陽極設計可提供更低的ESR值，但其缺點是生產成本要高於單陽極解決方案。

使用標準的芯片集成工藝的槽式陽極設計是低ESR與低成本折中的一種結果。因此，槽式設計通常用於價格敏感同時要求低ESR的設計，而多陽極技術適合用於既要求低ESR更要求高可靠性的應用中
，如電信基礎設施、網絡、服務器和軍事/航空航天等應用。

除了上述差異，多陽極的概念有另兩處優勢。

(1)多陽極設計具有更好的散熱性能
，這意味著多陽極電容可以承載更高的持續電流；同理，多陽極電容對抗電流浪湧危害的能力也更強。

(2)相較於單一的陽極，多陽極電容的單位容積效率較低

，這導致了一種假設，認為多陽極不能達到與單一陽極一樣的CV（定電壓因素）。事實上，薄的陽極實現起來更容易
，並且更易被第二個二氧化錳電極係統穿透，使更高的CV得以利用，因此，多陽極電容器能達到同樣甚至更高的CV水平。

常見多陽極類型

當今市場上常用的鉭多陽極通常采用縱向排列3～5個陽極於一個電容體內的方法實現，如圖1所示。這實際是從製造的角度來看的，如果從ESR的角度，此解決辦法則不如橫向布局，橫向布局中更薄的平板陽極有望進一步減小ESR。
                                     
                                 圖1多陽極裝置在一個電容器體中使用兩個或兩個以上的陽極

新的多陽極裝置多陽極設計的費用隨其陽極個數增長而成倍增長。目前大多數設計中使用的三陽極設計已接近成本與ESR的最佳優化比。
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縱(zong)向(xiang)設(she)計(ji)的(de)結(jie)構(gou)中(zhong)
，一(yi)個(ge)陽(yang)極(ji)通(tong)過(guo)電(dian)極(ji)銀(yin)膠(jiao)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)連(lian)接(jie)到(dao)第(di)二(er)個(ge)，再(zai)到(dao)另(ling)一(yi)個(ge)電(dian)極(ji)引(yin)線(xian)框(kuang)。同(tong)樣(yang)的(de)做(zuo)法(fa)被(bei)使(shi)用(yong)於(yu)標(biao)準(zhun)的(de)單(dan)陽(yang)極(ji)電(dian)容(rong)中(zhong)，因(yin)此(ci)其(qi)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)與(yu)舊(jiu)有(you)的(de)類(lei)似(si)，無(wu)須(xu)為(wei)多(duo)陽(yang)極(ji)設(she)計(ji)的(de)新(xin)技(ji)術(shu)環(huan)節(jie)追(zhui)加(jia)很(hen)多(duo)額(e)外(wai)投(tou)資(zi)。

另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，橫(heng)向(xiang)設(she)計(ji)需(xu)要(yao)為(wei)陽(yang)極(ji)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)產(chan)生(sheng)新(xin)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)法(fa)，這(zhe)直(zhi)接(jie)導(dao)致(zhi)了(le)代(dai)價(jia)高(gao)昂(ang)的(de)技(ji)術(shu)修(xiu)改(gai)。因(yin)此(ci)，迄(qi)今(jin)為(wei)止(zhi)這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)並(bing)沒(mei)有(you)被(bei)用(yong)於(yu)單(dan)一(yi)多(duo)陽(yang)極(ji)電(dian)容(rong)的(de)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)。橫(heng)向(xiang)的(de)設(she)計(ji)更(geng)經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)於(yu)一(yi)些(xie)特(te)殊(shu)應(ying)用(yong)中(zhong)，方(fang)式(shi)是(shi)通(tong)過(guo)焊(han)接(jie)或(huo)跳(tiao)汰(tai)係(xi)統(tong)，將(jiang)兩(liang)個(ge)或(huo)兩(liang)個(ge)以(yi)上(shang)完(wan)整(zheng)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)疊(die)加(jia)到(dao)陣(zhen)列(lie)或(huo)模(mo)塊(kuai)中(zhong)。

橫向和縱向結構兩者ESR性能之間的差異如圖2所示。這個例子是基於對D類電容器的理論計算
，圖2表明
，兩陽極橫向結構與三陽極係統的縱向結構的ESR值相似。然而
，相對而言橫向結構在ESR上性價比優勢更顯著。

                                          
                                     圖2橫向和縱向結構性能表現相似

，成本成為決定因素

相比橫向結構，縱向設計在縮減高度上受限製更大，目前的電容器高度一般在3.5～4.5mm。今天，這一因素更顯重要，甚至在有如電信基礎設施、軍事等應用中
，電子產品的小型化也正成為一個考驗，這在過去是不曾有的。

利用兩個陽極橫向“鏡像”結(jie)構(gou)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)已(yi)經(jing)開(kai)發(fa)出(chu)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)多(duo)陽(yang)極(ji)結(jie)構(gou)。鏡(jing)像(xiang)結(jie)構(gou)使(shi)用(yong)改(gai)良(liang)的(de)引(yin)線(xian)框(kuang)形(xing)狀(zhuang)，引(yin)線(xian)框(kuang)定(ding)位(wei)於(yu)兩(liang)陽(yang)極(ji)中(zhong)間(jian)。這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)解(jie)決(jue)了(le)電(dian)極(ji)橫(heng)向(xiang)排(pai)列(lie)的(de)連(lian)接(jie)問(wen)題(ti)
，並(bing)使(shi)工(gong)藝(yi)改(gai)裝(zhuang)費(fei)用(yong)下(xia)降(jiang)到(dao)了(le)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)水(shui)平(ping)。

兩陽極鏡像設計的ESR性能稍遜色於三陽極縱向結構的效果，但它製造起來更便宜。鏡像設計的主要好處在於，它使多陽極電容器的高度減小，最低下降到3.1mm。

利用鏡像設計的其他優點是，其對稱的布局有助於減少自感（ESL）。對稱的結構對電感回路作了部分補償，有利於將ESL降低至采用經典引線框設計的方案之下。

一個D類單陽極設計的ESL值為2.4nH
，典型值為2.1nH左右。鏡像設計的ESL值約1nH為常規設計的一半。這會將鏡像多陽極的共振頻率升至更高值，如圖3所示。
                                            
                                                                                  圖3鏡像設計的性能

（a）顯示出其電容隨頻率下降值低於單陽極解決方案，並且其（b）ESR值也是如此

鏡像結構如果使用更薄的陽極
，電容將隨頻率下降至更低。鏡像設計的共振頻率改變
，其原因是目前一般的DC/DC轉換器其開關頻率的工作範圍（250～500kH）會因降低ESL而顯著升高。

鏡像設計的另一個好處是改善了其散熱性能如圖4所示
，紋波電流在陽極產生的熱量通過PCB板上的引線和鉭絲得以發散冷卻。
                                                   
                                                          圖4鏡像設計（a）相比單陽極器件功耗改善

因此
，盡管單陽極D類電容可連續散熱隻有150mW
，但類似尺寸的鏡像結構電容可以處理255mW。鏡像橫向型多陽極電容器目前可達到的電容值為220～1000μF，電壓為2.5～10V，ESR值為25～35mΩ。未來的發展將進一步擴展電壓範圍至35和50V，這將使電容器在設計高度日趨重要的電信新應用中非常具吸引力。單個35～50V電容在3.1mm的最大高度內擁有10～22μF的電容量
，65～140mΩ的ESR值，這是其他任何技術都難以企及的。