面试被问到芯片IC附近为什么放置0.1uF电容，别再回答“经验”了

问题由来

不知道小伙伴们面试，有没有被问到过，芯片附近放置的电容是多少？当你回答说是0.1uF,当你心里暗自庆幸还好自己知道的时候，面试官突然又问道 为什么选取0.1uF？想必此时不少小伙伴都会想到，我看别人都是这么画的，官方推荐也是这么干的，如果你是这么回答，那面试官是不会满意的。

那该怎么回答才算是牛X呢？电路设计的每一个器件可以说是都不是没有根据的随便选型，只是可能到你手里之后，已经经过多方验证，是成型的原理图，参数不需要修改，所以关注的也少。回归正题，接下来分析分析，上面提到的，为什么是0.1uF电容，而不是1uF、10uF......

电容模型本质

先来看看电容，电容的作用简单的说就是存储电荷。我们都知道在电源中要加电容滤波，在每个芯片的电源脚放置一个0.1uF的电容去耦。等等，怎么我看到有些板子芯片的电源脚旁边的电容是0.1uF的或者0.01uF的，有什么讲究吗。要搞懂这个道道就要了解电容的实际特性。理想的电容它只是一个电荷的存储器，即C。而实际制造出来的电容却不是那么简单，分析电源完整性的时候我们常用的电容模型如下图所示。

图中ESR是电容的串联等效电阻，ESL是电容的串联等效电感，C才是真正的理想电容。ESR和ESL是由电容的制造工艺和材料决定的，没法消除。那这两个东西对电路有什么影响。ESR影响电源的纹波，ESL影响电容的滤波频率特性。

我们知道电容的容抗Zc=1/ω C， 电感的感抗Zl=ω L,( ω =2π f),实际电容的复阻抗为

Z=ESR+jω L-1/jω C= ESR+j2π f L-1/j2π f C

可见当频率很低的时候是电容起作用， 而频率高到一定的时候电感的作用就不可忽视了，再高的时候电感就起主导作用了。电容就失去滤波的作用了。所以记住，高频的时候电容就不是单纯的电容了。实际电容的滤波曲线如下图所示。

参见上图，我们想要的最好的滤波效果是在“谷”底，就是曲线凹进去的尖尖，在这个尖尖的时候，滤波效果做好，当我们的芯片IC内部的逻辑门在10-50Mhz范围内执行的时候，芯片内部产生的干扰也在10-50Mhz,（比如51单片机），仔细看上图的曲线，0.1uF电容（有两种，一种是插件， 一种是贴片）的谷底刚好落在了这个范围内，所以能够滤除这个频段的干扰，但是，看清楚，是但是，当频率很高的时候（50-100Mhz），就不是那么回事了，这个时候0.1uF电容个滤波效果就没有0.01uF好了，以此类推，频率再高，选用的滤波电容的量级还要变小，具体怎么参考呢?

电容选型建议

参考如下

• DC-100K 10uF以上的钽电容或铝电解
• 100K-10M 100nF(0.1uF)陶瓷电容
• 10M-100M 10nF(0.01uF)陶瓷电容
• 100M以上 1nF(0.001uF) 陶瓷电容和PCB的地平面与电源平面的电容

所以，以后不要见到什么都放0.1uF的电容，有些高速系统中这些0.1uF的电容根本就起不了作用。

结语

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