其中QC是品质因数,XC是电容器的电抗,C是电容器的电容,RC是电容器的等效串联电阻(ESR),ω0是以弧度为单位进行测量的频率。
 
  在AC系统中,Q因子表示存储在电容器中的能量与作为等效串联电阻中的热损耗消耗的能量的比率。例如,一个能够存储2000焦耳能量而浪费仅1焦耳的电容器的Q因子为2000.由于Q是效率的衡量标准,理想的电容器将具有Q的无限值意味着没有能量损失在储存能量的过程中。这是因为理想电容器的ESR等于零。
 
Q因子不是常数值。由于两个原因,它随着频率而显着变化。第一个原因是上述等式中明显的ω0项。第二个原因是ESR在频率方面不是恒定值。由于趋肤效应,ESR随频率而变化,以及与介电特性相关的其他效应。
 
一个称为耗散因数(DF)的相关术语有时在电容器数据表中定义,而不是在Q因子中定义。在AC电路中,DF只是Q的倒数值。
 
为什么Q因子很重要?
  大多数应用不必认真考虑Q因子,并且可以在这些应用中使用标准电容器。然而,Q因子是RF电路设计中最重要的电容器特性之一。在RF频率下,由于趋肤效应,ESR随频率增加。随着ESR的增加,耗散损失也会增加。这就是RF电路通常使用高Q电容来降低高频损耗的原因。
 
  需要高Q电容的典型应用是RF匹配应用,MRI扫描仪中使用的MRI成像线圈以及必须在更高频率下精确调谐的其他应用。在某些应用中,电容器本身的损耗可能足够高,实际上可以将温度升高到足以从电路板上去焊,这就是为什么必须在这种应用中使用高Q电容器的原因。即使温度升高不那么剧烈,它仍然会影响电路板上其他相邻元件的寿命。使用高Q电容的另一个原因是降低了热噪声。所有真正的电容器都具有等效的串联电阻,这种电阻会产生额外的热噪声。在卫星接收器等应用中,
 
典型值
  数据表通常以一个或多个频率引用Q因子。Q因子测量中使用的标准频率为1MHz。然而,由于Q因子随频率变化很大,因此在1MHz处给出的Q因子不是Q因子的良好近似,例如2GHz。
 
如果电容器用于高频,一些数据表将在较高频率下给出Q因子值。一些数据表甚至可以提供Q因子与频率图,可用于推导任何给定频率的Q因子。
 
  良好的高Q电容可以在1MHz时具有超过10,000的Q因子值,在100MHz时具有超过1,000的Q因子值,而标准电容器在1kHz时可以具有低至50的Q因子。高Q电容和标准电容之间的区别在于电容器的实际设计,以及所使用的材料。所有连接和引脚都尽可能短,以减少电阻,并由低电阻材料(如铜)制成。大多数高q值电容器制造商提供多层陶瓷芯片电容器,它们体积小,坚固耐用,寿命长,公差小,稳定性高,提供高Q值,但通常限制在十分之几皮法。这种电容器可以在高达20GHz的频率下使用,这对于大多数RF应用是足够的。 
 
在较低频率下,例如在音频应用中,钽电容器可用作高Q电容器。它们在足够高的频率下提供低ESR,并且如果电路设计需要更高的电容(高达约1mF),有时可以成为可行的替代方案。




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