设计和采购工程师须知：电容的选型

从电子产品的设计到采购，无源元件是个配角，在整个电子产品中所占的物料成本约占有一成，但电子产品中无源元件数量众多。以电容为例，从2G发展到3G，光一部手机中的MLCC数量就从平均165个增加到了288个；电视机中的电容数量从CRT时代的200多颗增加到了液晶电视时代的1000多颗。数量众多，按可靠性累积的结果是无源器件的可靠性远远低于IC，任何一个微小的无源器件的失效都可能导致整个系统的失效。

无源器件可靠性问题可以通过优选供应商，对供应商产品定期抽样检测等措施把来料质量风险降到最低，但事情并没有结束。所选的元件参数符合电路要求了，也可以工作了，但问题是所选的这些元件能否让系统工作在最佳状态，ESD是否满足要求了，增减和调整阻容元件是否让手机获得了完美的音频效果。

如果说性能也满足了，那么元件价格是否合适？对于高端电子产品来说，性能要求高于价格要求；对于低端电子产品而言，价格要求高于性能要求。如何掌握平衡点？质量好的产品价格高，价格低的产品质量总是让人放心不下。如果价格也令人满意，但是供应商供货周期有点长，那又怎么办？

这一环套一环的问题都是无源元件选型过程要解决的问题。选型是个复杂的系统工程，是个设计工程师，物料认证工程师，采购，供应商乃至第三方检测机构互动的过程，脱离了任何一个角色的参与，这个过程可能就会进行的很艰难。经常在论坛里看到采购人员抱怨：设计工程师给出的规格难找。事实上很多刚入行的开发设计工程师只是按理论计算，并不了解供应商的实际生产状况，常常列出一些很少生产甚至不存在的规格。例如按理论计算得到0603/C0G/25V/3300pF规格的MLCC，但是0603/C0G/25V的MLCC一般只做到1000pF。由于设计工程师对选型的一些情况不了解，造成采购成本上升而且影响交期。

元件选型中各个角色要对整个过程要相当熟悉。设计工程师要了解供应商的情况，也要了解产品情况。采购也要判断设计工程师给出的规格是否切合实际。正是基于这样的状况，电子元件技术网推出了选型专题系列，本期推出的是电容的选型要领，以后会陆续推出电感、连接器、MOSFET等元器件的选型话题。我们认为选型是基础电路创新的开始。

电容是电子设备中用量最大的无源元件。中国生产世界上超过4成的电容，国产电容与国外电容的质量水平差距在缩小。在国产元件替代中，电容扮演着重要的角色。而且电容中以MLCC与铝电解电容的数量最多，应用最广，所以本期电容的选型选择的是MLCC与铝电解电容。国外电容大厂网站通常都提供有选型工具进行辅助选型，一般有两种：按参数选型和按应用选型，本期专题将介绍一些主流的选型工具。另外元件的最终选用还要通过仿真工具优化，有哪些主流的仿真工具以及各自的特点也将在本专题中介绍。

MLCC选型：仅仅满足参数还远远不够

MLCC的选型时，电容值、容差、耐压、使用温度、尺寸等参数满足电路要求时还应该注意什么？为什么采购说设计工程师给出的规格找不到？MLCC替代电解电容是应该注意什么？MLCC是否真的非常可靠？为什么检测过关的产品使用中会失效，哪里出了问题？样品检测时为什么容量不正常？MLCC的直流偏置效应考虑不周对系统有什么影响？

铝电解电容选型要素探讨

在所有的被动元件中，铝电解电容的失效率最高，所以选型尤为重要。铝电解电容的选型是建立在对铝电解电容各种参数的认识上的。熟悉了参数，还应该了解参数背后的东西，例如标称2000小时寿命的铝电解电容是不是一定比1000小时的寿命长......

从应用入手选型的三大作用

法国著名雕塑家罗丹讲起他的创作时曾有过名言：“拿起工具，把不需要的部分去掉”。这句名言让他创造了传世名作《思想者》。今天，对于从事电子研发和制造的工程师来说，也如同雕塑家一样，需要利用选型工具，在种类繁多的元器件中找到最符合自己要求的元器件，从而设计和制造出最具性价比的产品。选型工具能够满足设计工程师三个方面的需求，即新应用的开发、供应商的对比选择、以及设计优化和降低成本等。因此，在设计、研发和生产以及测试的过程中，选型工具起到筛选、甄别、对比的重要作用。

电子元器件S参数的含义和用途

“橘生淮南为桔，橘生淮北为枳”，外部环境就是这么有力量，连电路也无法摆脱这样的规律，当进入高频的世界，适用于节点电路的传统电路理论已不再适用，必须采用微波网络分析的方法来分析电路的性能，这时S参数成为最要的参数。阻抗和导纳矩阵反映了端口的总电压和电流的关系，而S参数散射矩阵是反映端口的入射电压波和反射电压波的关系。S参数在射频段很容易被测量，特别适合用于微波段的系统设计。