Capacitor - خازن

رابطه اصلی خازن عبارت است از:

Q = C × V

خازن در برابر تغییرات ولتاژ، رفتار متفاوتی با مقاومت دارد و امپدانس آن با افزایش فرکانس کاهش می‌یابد:

Xc = 1 / (2πfC)

به همین دلیل خازن‌ها در مدارهای DC، AC و به‌خصوص مدارهای فرکانس بالا کاربردهای متفاوتی دارند.

کاربرد

• فیلترکردن نویز و ریپل
• دکوپلینگ و Bypass تغذیه
• کوپل‌کردن سیگنال AC
• ذخیره موقت انرژی
• فیلترهای فرکانسی
• تایمرها و مدارهای نوسان‌ساز
• جبران‌سازی و کنترل پایداری مدار

مثال واقعی

در کنار یک IC دیجیتال، معمولاً یک خازن 100nF بین VCC و GND قرار می‌دهند. این خازن می‌تواند جریان‌های گذرای موردنیاز IC را تأمین کرده و نویز فرکانس بالا روی مسیر تغذیه را کاهش دهد.

نکته طراحی PCB

محل قرارگیری خازن، به‌خصوص در خازن های دی کوپلینگ، بسیار مهم است. خازن باید تا حد امکان نزدیک پایه تغذیه IC قرار گیرد و مسیر بین خازن، پایه IC و GND کوتاه و دارای Loop Area کوچک باشد.

در طراحی High-Speed و Power Integrity، فقط مقدار ظرفیت مهم نیست؛ ESR، ESL، پکیج، فرکانس کاری و مسیر Return Current نیز باید در نظر گرفته شوند.

همچنین برای خازن‌های قطب‌دار مانند Electrolytic و Tantalum رعایت جهت قطب‌ها ضروری است.

اصطلاحات مرتبط

• Capacitance (C) - ظرفیت خازنی
• Farad (F) - فاراد (واحد اندازه گیری خازن)
• ESR - مقاومت سری معادل
• ESL - اندوکتانس سری معادل
• Dielectric - دی‌الکتریک
• Decoupling Capacitor - خازن دیکوپلینگ
• Bypass Capacitor - خازن بای‌پس
• Coupling Capacitor - خازن کوپلینگ
• Bulk Capacitor - خازن بالک
• Ceramic Capacitor - خازن سرامیکی
• Electrolytic Capacitor - خازن الکترولیتی
• Tantalum Capacitor - خازن تانتالیوم
• MLCC - خازن سرامیکی چندلایه