甚高頻電感Q值頻率特性

一、什么是電感的Q值

Q值一般統(tǒng)稱品質(zhì)因數(shù)，它是衡量一個(gè)元件或諧振回路性能的一個(gè)無量綱單位。簡單地說是理想元件與元件中存在的損耗的比值。這個(gè)元件可以是電感、電容、介質(zhì)諧振器、聲表面波諧振器、晶體諧振器或LC諧振器。Q值的大小取決于實(shí)際應(yīng)用，并不是越大越好。例如，如果設(shè)計(jì)一個(gè)寬帶濾波器，過高的Q值如果不采取其他措施，將使帶內(nèi)平坦度變壞。在電源退耦電路中采用LC退耦應(yīng)用時(shí)高Q值的電感和電容極容易產(chǎn)生自諧振狀態(tài)，這樣反倒不利于消除電源中的干擾噪聲。

Q值是衡量電感器件的主要參數(shù)。是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時(shí)，所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高，其損耗越小，效率越高。電感器品質(zhì)因數(shù)的高低與線圈導(dǎo)線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關(guān)。

Q值過大，引起電感燒毀，電容擊穿，電路振蕩。Q很大時(shí)，將有VL=VC>>V的現(xiàn)象出現(xiàn)。這種現(xiàn)象在電力系統(tǒng)中，往往導(dǎo)致電感器的絕緣和電容器中的電介質(zhì)被擊穿，造成損失。所以在電力系統(tǒng)中應(yīng)該避免出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。而在一些無線電設(shè)備中，卻常利用諧振的特性,提高微弱信號(hào)的幅值。品質(zhì)因數(shù)又可寫成Q=2pi*電路中存儲(chǔ)的能量/電路一個(gè)周期內(nèi)消耗的能量。通頻帶BW與諧振頻率w0和品質(zhì)因數(shù)Q的關(guān)系為：BW=wo/Q,表明，Q大則通頻帶窄，Q小則通頻帶寬。Q=wL/R=1/wRC 其中: Q是品質(zhì)因素；w是電路諧振時(shí)的電源頻率；L是電感；R是串的電阻；C是電容

品質(zhì)因數(shù)描述了回路的儲(chǔ)能與它一周耗能之比。
因?yàn)橥l帶與品質(zhì)因數(shù)之積為回路的諧振頻率。所以，在保證諧振點(diǎn)的情況下品質(zhì)因數(shù)與通頻帶的寬窄是一對(duì)矛盾。所以不能說品質(zhì)因數(shù)越高越好，還要看對(duì)頻帶的要求的。品質(zhì)因數(shù)描述了回路的儲(chǔ)能與它一周耗能之比。
因?yàn)橥l帶與品質(zhì)因數(shù)之積為回路的諧振頻率。所以，在保證諧振點(diǎn)的情況下品質(zhì)因數(shù)與通頻帶的寬窄是一對(duì)矛盾。所以不能說品質(zhì)因數(shù)越高越好，還要看對(duì)頻帶的要求的。

二、貼片電感的Q值與頻率關(guān)系曲線

元件的品質(zhì)因數(shù)，即Q值的大小取決于元件的制作工藝、制作材料以及應(yīng)用環(huán)境。例如，同樣一個(gè)電感，如果其他參數(shù)不變，僅改變繞制電感導(dǎo)線的粗細(xì)，則導(dǎo)線粗的電感Q值要比導(dǎo)線細(xì)的電感Q值高。如果再在導(dǎo)線上鍍銀，則鍍銀導(dǎo)線所繞制的電感要比不鍍銀導(dǎo)線繞制的電感Q值高。
Q值的大小還與工作頻率有關(guān)。
本文將著重通過風(fēng)華高科0402（公制100505）、0603（公制160808）、0805（公制201209）三個(gè)封裝尺寸的甚高頻貼片電感Q值與頻率曲線了較兩者之間的變化關(guān)系。

0402高頻電感Q值頻率特性

0603高頻電感Q值頻率特性

0805高頻電感Q值頻率特性

由上面三個(gè)突破可以看出，高頻貼片電感以及其他類型的電感隨著頻率的變高其Q值也會(huì)增高。但它有一個(gè)極限，當(dāng)超過這個(gè)極限頻率點(diǎn)后電感的Q值要陡然下降，這個(gè)電感就失去了電感的作用。當(dāng)工作頻率偏離他們的諧振頻率后，其Q值將急劇下降，同時(shí)他們也將不能工作。而高頻貼片電感的臨界頻率要比普通鐵氧體貼片電感高很多。