射頻電容ESR

解：計算這一線路的射頻電流， 再以電流計算電容中的射頻功率耗散。電流＝（功率/阻抗）

1/2 (這是這一線路內的電流)（1000/50）1/2 =4.47 安培電容中實際耗散功率：P＝I2 x ESR (這

是電容將耗散的功率)P＝4.47 x 4.47 x 0.018 = 0.34 瓦。

這個結果意味著在一個1000瓦射頻功率，50歐姆阻抗的設備中，只有0.34瓦是由于ESR而被電容消耗掉的。因此，電容由于ESR只消耗了它額定最大功率的6.8％。由于電容ESR損耗極低， 電容溫升可以忽略。

介質損耗（Rsd）

介質成分，不純度和微觀結構例如晶粒大小，組成和氣孔多少（密度）這些介質特性決定陶瓷電容的介質損耗正切。每種介質都有自己的損耗因數，或損耗正切。損耗正切數值等于耗散系數（DF），是電容介質在射頻下損耗的量度。這個損耗造成介質發熱。在極端情況下，熱損壞能造成設備失效。耗散系數是介質損耗量級很好的指標， 通常是在低頻，即1MHz下測定的。在這頻率下介質損耗是電容損耗的主要成分。

金屬損耗（Rsm）

金屬損耗取決于電容結構中所有金屬各自的電阻特性，和趨膚效應引起的隨頻率變化的電極損耗。這包括電極，終端和阻擋層等任何其他金屬。Rsm的作用也是使電容發熱。在極端情況下，熱損壞能造成設備失效。這些損耗包括歐姆損耗和趨膚效應損耗。多數多層陶瓷電容的“趨膚效應”損耗通常發生在30MHz以上的頻率。下例給出一個ESR，由金屬的Rsm構成，數值由頻率決定。例：一個100pF 電容在30MHz時ESR是18毫歐姆。它在120MHz時ESR是多少？

解：計算頻率比值的平方根：(120/30)1/2 ＝（4）1/2 ＝2120MHz時ESR是30MHz時的2

倍，即36毫歐姆。

下表給出ATC180R系列22pF 電容的介質損耗Rsd和金屬損耗Rsm。兩種損耗分別在不同

頻率下測定， 相同頻率下測得的兩種損耗相加得到該頻率下的ESR。注意低頻下占主導地位的是介質損耗Rsd，高頻下則是金屬損耗Rsm。其他容值的電容情況相似，只是Rsd和Rsm分占比例不同。

通常產品目錄給出頻率30MHz或更高時的ESR曲線， 這時損耗主要由金屬造成，介質損耗事實上低到可以忽略，不對總體ESR造成任何影響。

ESR， Q， DF 和Xc 的關系

下圖是電容電壓電流的相位關系，以及耗散系數，ESR和阻抗幅值。在理想電容里電流超前電壓90o。下圖中Ia 是流過電容的實際電流，Ia和理想電容電流形成一個Φ角，叫做損耗角。注意Ia和Vc的關系與Xc和ESR的關系成比例。下面表2給出圖1中所有參數的關系。普遍規律是，在頻率低于1MHz時，介質損耗（Rsd）占主導地位，設計時用DF。在較高的射頻頻率，即30MHz 到微波頻率，ESR 和對應的Q值事實上總是主要由金屬損耗（Rsm）決定。

測量ESR