「今日數理」電容的本質與傳輸線特徵阻抗

本人不定時總結個人在學習和工作的經驗和心得，以及一些基本的數理知識，歡迎各位加關注和留言交流

電容對於學過物理的同學可能並不陌生，但是電容的定義不一定每個人都能透徹理解。

1，電容在電磁學中定義為，：

為了幫助大家理解附帶例題如下：

以上參見趙凱華 陳熙謀老師《電磁學》

單理解為：電容是容納電荷的能力，我們最常見的電容為平行板電容，由上下兩個平行的金屬板，中間加一層絕緣介質形成，平行板電容公式如下：

S為平行板面積，d為平行板之間距離，另外一個為介質介電常數，有上述公式可知，面積或介電常數越大電容越大，d越小電容越大。

2，PCB中微帶線和帶狀線電容：

PCB設計時，微帶線和帶狀線的走線層與PCB底板之間有一層絕緣材料，按照電容的定義，帶狀線和微帶線同樣是一個電容，以微帶線為例見下圖所示：

如果按照電容公式計算微帶線電容，可能容值比較大，甚至大於電路中的集總電容，但是為什麼通常情況下，器件接上微帶線不能理解為是接到電容上呢？

（也有用微帶線等效成電容或電感，後續有機會可以講解）

因為通常微帶線不僅與參考地形成電容C，同時微帶線本身也形成電感L（一段導線就是一個小電感），這裡有一個重要的概念，“傳輸線的特徵阻抗”：為單位長度走線的電感和電容之比再開根號，見下面公式：

友商可知，微帶線和帶狀線單位長度的寄生電感電容之比表徵了不同特徵阻抗。

判斷特徵阻抗改變的小經驗：比如微帶線或帶狀線走線加寬，或者介質厚度降低，或者介電常數增加等有助於寄生電容增加的措施特徵阻抗一般是降低的。