СОДЕРЖАНИЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ

В электронике конденсаторы выполняют в виде токопроводящих обкладок, разделенных диэлектриком. Величина емкости зависит от площади обкладок S и ε диэлектрика.

Различают конденсаторы с газообразным, жидким, твердым, оксидным диэлектриком. На высоких частотах необходимо учитывать потери в диэлектрике, токи утечки, индуктивное сопротивление обкладок и выводов.

Эквивалентная схема конденсатора на высоких частотах имеет вид (Рис. 1):

Рис.1. Эквивалентная схема конденсатора на высоких частотах

Полное сопротивление конденсатора Z_c зависит от частоты и определяется по формуле:

Здесь сделано допущение о том, что R_c>>r_c, что справедливо на высоких частотах практически всегда. Сопротивление утечки R_c учитывается, как правило, лишь в прецизионных схемах и при расчете медленных процессов.

Зависимость Z_c(f) в соответствии с приведенным соотношением имеет вид (Рис. 2):

Рис.2. Зависимость полного сопротивления R от частоты

Таким образом, после резонансной частоты сопротивление конденсатора приобретает индуктивный характер. Следует отметить, что для электролитических конденсаторов величина емкости не постоянна, а также зависит от частоты работы, что объясняется процессами поляризации диэлектрика. Можно предложить аппроксимацию зависимости C_c(f) в виде:

C_c(f) = C₀/[1+ (f/f₀)^α],

где С₀ - номинальная емкость конденсатора, f₀ - частота, на которой емкость падает вдвое, α - некоторый коэффициент, учитывающий скорость спада емкости.