手机中的电阻电抗电容

手机中的电阻电抗电容硬件一部2005－5杨骏由于手机板面积小，布线复杂，另考虑到高频应用场合，因此使用的阻/抗/容器件均为表贴形式，并使用0402小型封装（目前业界也已在使用更小的0201封装）。本讲座主要介绍手机板应用中的一些阻抗容知识。主要内容贴片电阻贴片电感和磁珠贴片电容贴片电阻的尺寸（0402）型号L(mm)W(mm)T(mm)MCR011.0±0.050.5±0.050.35±0.05型号大小额定功率最高使用电压阻值误差使用温度（℃）MCR0104021/16W(0.063W)50VJ（5％）F（1％）-55∽+125引用罗姆公司电阻数据D系列的误差为0.5%一般J系列电阻已满足使用要求，F系列电阻用于稍严格要求场合（如设定偏置电流的电阻）标称阻值选用阻值时应从E24及E96系列中选取。E96系列阻值的精度为1%，E24系列阻值精度为5%。其它精度及E24和E96的阻值以外的电阻值为非标，不推荐使用0欧姆电阻用于短接或调试时的预留焊盘，在电路构成上不起任何作用。标称值选取的由来结果保留的有效数字（2％和1%精度为3位，5%和10%精度为2位）5%StandardValuesDecademultiplesareavailablefrom10Wthrough22MW101112131516182022242730333639434751566268758291以表中数为基数，可乘以10的倍数1%StandardValuesDecademultiplesareavailablefrom10.0Wthrough1.00MW(also1.10MW,1.20MW,1.30MW,1.50MW,1.60MW,1.80MW,2.00MWand2.20MW)10.010.210.510.711.011.311.511.812.112.412.713.013.313.714.014.314.715.015.415.816.216.516.917.417.818.218.719.119.620.020.521.021.522.122.623.223.724.324.925.526.126.727.428.028.729.430.130.931.632.433.234.034.835.736.537.438.339.240.241.242.243.244.245.346.447.548.749.951.152.353.654.956.257.659.060.461.963.464.966.568.169.871.573.275.076.878.780.682.584.586.688.790.993.195.397.6以表中数为基数，可乘以10的倍数其它电阻功率电阻，阻值很小，用于电流的测量排阻，一般是四封装的贴片电阻NPC热敏电阻，负温度系数电阻，阻值随温度上升下降，用来进行温度检测，对电路进行补偿贴片电感和磁珠电感的等效电路CLRRdcself-resonantfrequency＝L||C22)(LRZQ值=wL/R贴片电感的种类叠层电感（MultilayerInductor)薄膜电感（FilmInductor）绕线电感（CoilInductor）FromMurata额定电流线绕电感：产品通过的电流使电感量下降10%的电流值叠层片式电感、厚膜片式电感、磁珠：产品通过的电流是元件表面温度上升20℃的电流值叠层电感（MultilayerInductor）叠层片式电感器是用铁氧体浆料和导体浆料交替印刷、叠层、烧结，形成闭合磁路；它采用先进的厚膜多层印刷技术和叠层生产工艺，实现了超小型表面贴装。叠层片式电感器可分为高频型、高Q值型、高损耗型、低噪声型等几种FromMurata叠层电感的特性Inductancerange:1.0-100nHQ:8~50typical(at1800MHz)Temperaturecoefficientofinductance:+250ppm/°CTemperaturerange:–55°Cto+125°C应用场合RF/IFimpedancematchingRFoscillationcircuitRFchoke（高频扼流）FromTokoFromToko薄膜电感(FilmInductor)photolithographicallyetchedsingle-layer,ceramicchipinductorspecificallydesignedforcriticalinductancetolerancerequirements薄膜电感的特性用于高精度场合±0.1nHand±0.2nHinductancetolerances•Inductancerange:1.0-10.0nHQ:29~57typical(at1800MHz)•Temperaturecoefficientofinductance:+100ppm/°C•Operatingtemperaturerange:-55°Cto+125°CFromMurata薄膜电感的应用场合SmallandthinRF/IFImpedancematchingLowLdeviationRFOscillationcircuitGoodhigh-frequency-rangecharacteristicsRFChokeCircuitsrequiringtightinductancetolerance(PA,LNA,NCO)FromTokoFromToko绕线电感(CoilInductor)将细的导线绕在软磁铁氧体磁芯上制成，外层一般用树脂封固。其工艺继承性强，但体积小型化有限，目前可做到0603封装，个别厂家已做到0402封装，但感值较低绕线电感的特性Inductancetolerance:±2%,±5%,±10%HighQ•Highself-resonantfrequency•Operatingtemperature:–40°Cto+125°C垂直绕线电感FromMurata水平绕线电感FromMurata绕线电感的应用IFImpedancematchingRFOscillationcircuitIFChokeCircuitswherelargecurrentsflow(IPA,LNA)CircuitswherehighQcharacteristics(DCC,LNA)HighQ值，即低损耗值FromTokoFromToko举例:根据场合使用合适电感叠层电感：用于一般场合薄膜电感：对精度有一定的要求，感值较小绕线电感：对电流、对Q值（即损耗）、对大感值精度有一定的要求FromMurata在SAW滤波器的前后级匹配电路中使用Q值大于100的电感，插损为5；Q值＝30，插损为7左右Q值＝10，插损为12左右使用不同的匹配电感将严重影响系统的灵敏度值！在SAW滤波器的匹配电路中，推荐使用高Q值绕线电感。磁珠（FerriteBead)磁珠产品通常串接到EMI传导线路中，根据磁珠阻抗值的频率特性，可以完成对不同频率信号的选择甄别功能。由于磁珠点阻分量能够消耗能量，通过吸收及反射等作用，达到抑止噪声的效果电感和磁珠的选择电感的选用一般是选择电感量的大小，电感的工作频率要低于电感的截止频率；在正常工作频率波动范围內。磁珠是选择阻抗的大小，磁珠的工作电流（不应该超过其额定工作电流）；干扰信号的频率分布；信号衰减要求；按磁珠的频率曲线图选择磁珠磁珠的等效电路FromMurata磁珠与电感的不同在高频，磁珠表现为电阻，而不像电感；物理意义：Q值较小，大部分能量不是存储在电感中，而是被转换成热能消耗掉；同时分布电容比电感小FromMurata不同磁珠在应用中的表现FromMurata对一个10MHz信号应用两种磁珠磁珠应用于电源线滤波直流阻抗：几十毫欧电流：几安培FromTaiyo－Yuden贴片电容陶瓷电容MLCC(MultilayerCeramicCapacitor)薄膜电容（FilmCapacitor）钽电容(TantalumCapacitor)等效电路陶瓷电容的特性以陶瓷为介质，涂敷金属膜经高温烧结而成。陶瓷电容器具有许多优点：(a).电容器的体积可以做得很小。(b)具有很好稳定性。在高达500～600℃高温条件下能长期工作不老化。(c)具有优良的绝缘性能。(d)温度系数范围很宽。陶瓷电容器的缺点是机械强度低，易碎易裂陶瓷电容的结构FromEpcos陶瓷电容的分类根据不同的介电常数可对陶瓷电容进行分类1类电容COGNPO2类电容X5RX7RY5V3类电容其介电常数比2类瓷高，可做大容量，小体积，适用于绝缘电阻低的低阻抗电路常用的为1、2类电容Class1capacitorsThedielectric(200)primarilyconsistsofamixtureofmetaloxidesandtitanates.■Definedlineartemperaturecoefficientwithreversibletemperaturedependence■Capacitancedoesnotvarywithvoltage.■LowlossesatfrequenciesuptotheUHFrange■Highinsulationresistance（典型为COG）电气性能最稳定，不会随温度、电压、时间而改变，适用于对稳定性要求高的高频电路。其特点：损耗低，具有多种温度系数组别（有电容随温度呈直线），适用于谐振回路和温度补偿电路中1类瓷的命名Class2capacitorsThedielectric（200to10000)primarilyconsistsoftitanates(barium,calcium,strontium)andzirconates.■Non-lineardependenceofcapacitanceontemperatureandvoltage■Somewhathigherlossesandlowerinsulationresistancethanclass1capacitors■Capacitancedecreasesaccordingtoalogarithmicfunction(ageing).■Highcapacitancevaluesevenwithsmall-sizecapacitorsarepossibleApplications:coupling,blocking,filtering.（典型为X7R）电气性能较稳定，随温度、电压、时间变化不显著，适用于隔直、偶合、旁路与对容量稳定性要求不太高的鉴频电路。另外一种Y5V，具有较高介电常数，常用于生产比容较大，标称容量较大产品，其容量稳定性较X7R差。2类瓷的命名容值范围容值系列E3E6E12E2411111.12.21.51.21.21.34.72.21.51.51.63.31.81.824.72.22.22.46.82.72.733.33.33.63.93.94.34.74.75.15.65.66.26.86.87.58.28.29.1电容的选用考虑额定电压：考虑到降额以及在使用中可能遇到的瞬间变电压的因素，选用电容器时选用足够高额定电压的电容器。额定电压值应大于实际工作电压的20%。温度特性：在选用电容器时应考虑其工作环境，明确电容器的工作温度范围。电容器在高于额定温度下工作时应降压使用。频率特性：不同介质材料决定了电容器用在不同的频率下，应根椐材料的频率特性选用薄膜电容（FilmCapacitor）主要用于射频电路的锁相环环路中，用于去除尖峰毛刺本来COG用于锁相环路是很合适的，无压电效应，只是容值做不上去压电效应：电容值随两端电压值变化压电效应比较FilmCapacitor的特点MLCCCAP.(陶瓷電容)在Solderin