如何理解Q值和ESR值
評估高頻貼片電容器的一個重要性能指標是品質因素Q，或者是與其相關的等效串聯電阻
（ESR）。本公司除了提供性能卓越的射頻RF 元器件外，還致力於為客戶提供精確和完整的性
能資料。為了達到這個目標，這篇文章裏我們詳細的討論Q和ESR的測量方法和理解。
理論上，一個“完美”的電容器應該表現為ESR為零歐姆、純容抗性的無阻抗元件。不論
何種頻率，電流通過電容時都會比電壓提前正好90度的相位。
實際上，電容是不完美的，會或多或少存在一定值的ESR。一個特定電容的ESR隨著頻率
的變化而變化，並且是有等式關係的。這是由於ESR的來源是導電電極結構的特性和絕緣介質
的結構特性。為了模型化分析，把ESR當成單個的串聯寄生元。過去，所有的電容參數都是在
1MHz的標準頻率下測得，但當今是一個更高頻的世界，1MHz的條件是遠遠不夠的。一個性能
優秀的高頻電容給出的典型參數值應該為：200MHz ，ESR＝0.04Ω；900MHz， ESR＝0.10Ω；
2000MHz，ESR＝0.13Ω。
Q值是一個無量綱數，數值上等於電容的電抗除以寄生電阻（ESR）。Q值隨頻率變化而有
很大的變化，這是由於電抗和電阻都隨著頻率而變。頻率或者容量的改變會使電抗有著非常大
的變化，因此Q值也會跟著發生很大的變化。從公式一和二上可以體現出來：
公式一：|Z| = 1 / ( 2πf C)
其中，|Z|為電抗的絕對值，單位Ω；f為頻率，單位Hz；C為容量，單位元F。
公式二：Q = |Z| / ESR
其中，Q代表“品質因素”，無量綱；|Z|為電抗的絕對值，單位Ω；ESR為等效串聯電阻，
單位Ω。
用從向量網路分析器收集而得的S參數去推導ESR是不可信的。主要原因是這個資料的精
度受限於網路分析器在50Ω系統中的精度（典型的± 0.05 dB測量精度在電容低到±0.01 dB
低損耗區是精度不足的）。同樣，用LCR儀錶去測量高Q器件的Q和ESR也是不可信的。這是
由於當元件的Q 值非常高時，LCR 儀錶不能正確地分辨出非常小的電阻（R）和非常大的電抗
（Z）。因此，高Q電容器的ESR和Q的測量方法，一般使用作為行業標準的諧振線路測試法。
這種測試方法作為在射頻RF上測量Q和ESR 的行業標準而長期存在。因為該方法依賴於
信號發生器的頻率精確度（該頻率可以非常精確的測量），所以該資料的採樣方式是十分精確
的。現代的電容ESR非常之小，以至於這個測量方法的精度也只能達到接近±10%。但不管如
何，這仍然是目前最精確的在射頻RF方面有效測量Q和ESR的方法。