PCBニュース - 回路基板コンデンサとは？

回路基板コンデンサとは？コンデンサは電荷を含む装置である。互いに絶縁された2つの金属導体からなる。2つの互いに近い導体は、非導電絶縁媒体の層に挟まれている。コンデンサ容量の基本単位はファラ（F）である。アルファベットCは通常、キャパシタ素子の回路図に用いられる。

回路基板コンデンサの構造：

最も簡単なキャパシタは、両端のプレートと中間の絶縁誘電体（空気を含む）から構成されています。通電すると、極板が充電され、電圧（電位差）が発生するが、中間に絶縁材料があるため、コンデンサ全体が導電しない。ただし、コンデンサの臨界電圧（破壊電圧）を超えないことが前提である。周知のように、どの材料も相対的に絶縁されており、材料の両端の電圧がある程度増加すると、材料は導電性であり、電圧破壊電圧と呼ばれています。コンデンサも例外ではありません。分解されると、絶縁体ではありません。

PCBキャパシタの動作原理：

PCBキャパシタは電極に電荷を蓄積することで電気エネルギーを蓄積する。これらは通常インダクタと組み合わせて使用され、LC発振回路を形成する。コンデンサの動作原理は、電界中で電荷が強制的に移動されることである。導体間に誘電体があると、電荷の動きが阻害され、導体に電荷が蓄積され、電荷蓄積が蓄積される。

コンデンサには電池と同じように2つの電極がある。回路基板キャパシタの内部では、2つの電極が誘電体によって分離された2つの金属板に接続されている。誘電体は、空気、紙、プラスチック、または他の電気伝導性がなく、2つの金属極が互いに接触するのを防止する物質であってもよい。

電池の負極に付着した金属板は、電池から発生する電子を吸収する。電池の正極に付着した金属板は電池に電子を放出する。充電が完了すると、コンデンサの電圧は電池と同じになります（電池電圧が1.5ボルトであれば、コンデンサ電圧も1.5ボルトになります）。

pcbキャパシタの分類：

1.構造によって、固定キャパシタ、可変キャパシタ、微調整キャパシタの3種類に分類される。

2.電解液による分類：有機誘電体キャパシタ、無機誘電体キャパシタ、電解キャパシタ、電気熱電容器及び空気誘電体キャパシタ。

3.用途別：高周波バイパス、低周波バイパス、フィルタ、同調、高周波結合、低周波結合、小容量。

4.製造材料によって、セラミック誘電体キャパシタ、ポリエステルキャパシタ、電解キャパシタ、タンタル電気容器、高級ポリプロピレンキャパシタなどに分けることができる。

キャパシタは回路基板設計において重要な役割を果たし、主にフィルタ、結合、デカップリング、貯蔵に用いられる。合理的な設計とレイアウトにより、キャパシタは回路の安定性と性能を高めることができるだけでなく、ノイズ干渉を減らし、信号完全性を高めることができる。

1.コンデンサの基本機能

電気エネルギーを蓄積する能力を持つ受動素子として、コンデンサは電圧の安定化と信号の伝送を維持するために回路基板に広く応用されている。主な機能としては、結合、フィルタリング、デカップリング、およびエネルギー貯蔵があります。電解コンデンサやセラミックコンデンサなどの異なるタイプのコンデンサは、異なる設計要件に適しています。

2.フィルタリング

キャパシタの重要な機能の1つはフィルタリングです。電源回路では、キャパシタは交流信号を安定した直流電源に整流するのに役立つだけでなく、高周波ノイズを抑制してクリーンな電源を確保することができます。大きな電気容器は一般的に低周波フィルタリングに使用され、小さなコンデンサは高周波信号を効果的に処理する。

3.結合作用

回路設計では、結合キャパシタは信号伝送を担当し、異なる回路間の信号相互干渉を防止しながら低周波信号が効果的に通過できるようにする。前後の回路動作点の相互影響を回避するために、通常は容量の大きい電解コンデンサを用いて結合する。

4.デカップリング機能

デカップリングキャパシタは、電源における過渡応答時間を低減し、高周波ノイズが集積回路（IC）に干渉するのを防止するために使用される。これらは通常、より良いデカップリング効果を実現するためにバイパスキャパシタと組み合わせて使用する必要があります。回路設計では、デカップリングキャパシタは通常、電流経路中のインダクタンスを低減するために電源ピンに近い位置に配置される。

5.貯蔵エネルギー

キャパシタは、回路が必要とするときに電流を供給する短期エネルギーメモリとしても使用することができる。この特性により、動的負荷の変化中に安定した電源電圧を維持することができ、回路の全体的な性能を向上させることができる。特に過渡負荷の場合、キャパシタは回路が正常に動作することを保証するために迅速に動作することができる。

6.キャパシタレイアウトの重要性

コンデンサの配置は回路の安定性と性能に直接影響する。合理的なレイアウトはインダクタンスを効果的に低減し、フィルタ効果を強化し、回路ノイズを低減することができる。また、多層PCB設計では、キャパシタレイアウトは電源層に近い位置にあり、電源と接地平面電流回路をより最適化することができる。実際の設計過程では、キャパシタレイアウトの原則に従うことで回路の信頼性が大幅に向上します。

回路基板キャパシタは、電荷を蓄積し、直流電力を遮断する機能を有する。