一、电容的作用
作为无源器件之一的电容，其作用不外乎以下几种：应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用，下边分类阐述之。
1）旁路
旁路电容是为本地元件提供能量的储能元件，它能使稳压器的输出均匀化，减少负载需求。如同大型可充电电瓶一样，旁路电容才能被充电，并向元件进行放电。
为尽量降低阻抗，旁路电容要尽量紧靠负载元件的供电电源管脚和地管脚。这才能挺好地避免输入值过大而造成的地电位抬升和噪音。地弹是地联接处在通过大电压毛刺时的电压降。
2）去藕
去藕，又称解藕。从电路来说，总是可以分辨为驱动的源和被驱动的负载。
假如负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，能够完成讯号的跳变，在上升沿比较险峻的时侯，电压比较大，这样驱动的电压还会吸收很大的电源电压，因为电路中的电感，内阻（非常是芯片管脚上的电感，会形成大跌），这些电压相对于正常情况来说实际上就是一种噪音，会影响功放的正常工作，这就是所谓的“耦合”。
去藕电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电压的变化，防止互相间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电容结合上去将更容易理解。
旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容通常是指高频旁路，也就是给高频的开关噪音提高三条低阻抗泄防途径。
高频旁路电容通常比较小，按照谐振频度通常取0.1?F、0.01?F等；而去耦合电容的容量通常较大，可能是10?F或则更大，根据电路短发布参数、以及驱动电压的变化大小来确定。
旁路是把输入讯号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出讯号的干扰作为滤除对象，避免干扰讯号返回电源。这应当是她们的本质区别。
3）混频
从理论上（即假定电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频度也越高。但实际上超过1?F的电容大多为电解电容，有很大的电感成分，所以频率高后反倒阻抗会减小。
有时会看见有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。
具体用在检波中，大电容（1000?F）滤低频，小电容（20pF）滤高频。
曾有网友形象地将检波电容称作“水塘”。因为电容的两端电流不会突变，由此可知，讯号频度越高则衰减越大，可很形象的说电容像个池塘，不会因几滴水的加入或蒸发而导致水量的变化。
它把电流的变动转化为电压的变化，频度越高，峰值电压就越大，因而缓冲了电流。混频就是充电，放电的过程。
4）储能
储能型电容器通过检波器搜集电荷，并将储存的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电流额定值为40～、电容值在220～150000?F之间的铝电解电容器是较为常用的。
根不同的电源要求，元件有时会采用串联、并联或其组合的方式，对于功率级超过10KW的电源，一般采用容积较大的罐形螺旋端子电容器。
应用于讯号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用：
1）耦合
举个反例来讲，晶体管放大器发射极有一个自给展宽内阻，它同时又使讯号形成压降反馈到输入端产生了输入输出讯号耦合，这个内阻就是形成了耦合的器件。
假如在这个内阻两端并联一个电容，因为适当容量的电容器对交流讯号较小的阻抗，这样就减少了内阻形成的耦合效应，故称此电容为去耦电容。
2）振荡/同步
包括RC、LC振荡器及晶体的负载电容都属于这一范畴。
3）时间常数
这就是常见的R、C串联构成的积分电路。当输入讯号电流加在输入端时，电容（C）上的电流逐步上升。
而其充电电压则随着电流的上升而减少。电压通过内阻（R）、电容（C）的特点通过下边的公式描述：
i=(V/R)e-(t/CR)
二、电容的选择
一般，应当怎样为我们的电路选择一颗合适的电容呢？应基于以下几点考虑：
1）静电容量
2）额定耐压
3）容值偏差
4）直流展宽下的电容变化量
5）噪音等级
6）电容的类型
7）电容的尺寸
这么，是否有捷径可寻呢？虽然，电容作为元件的外围器件，几乎每位元件的或则，都比较明晰地指明了外围器件的选择参数，也就是说，据此可以获得基本的元件选择要求，之后再进一步建立细化之。
虽然选用电容时不仅仅是只看容量和封装，具体要看产品所使用环境，特殊的电路必须用特殊的电容。
下边是chip按照电介质的介电常数分类，介电常数直接影响电路的稳定性。
NP0orCH（K<150）：
电气性能最稳定，基本上不随气温﹑电压与时间的改变而改变，适用于对稳定性要求高的高频电路。鉴于K值较小，所以在0402、0603、0805封装下很难有大容量的电容。
如0603通常最大的10nF以下。
X7RorYB（2000
电气性能较稳定，在室温、电压与时间改变时性能的变化并不明显（?C<±10%）。
适用于隔直、偶合、旁路与对容量稳定性要求不太高的全频鉴电路。
Y5VorYF（K>15000）：
容量稳定性较X7R差（?C<+20%～-80%），容量耗损对气温、电压等测试条件较敏感，但因为其K值较大，所以适用于一些容值要求较高的场合。
三、电容的分类
电容的分类方法及种类好多，基于电容的材料特点，其可分为以下几大类：
1）铝电解电容
电容容量范围为0.1?F～22000?F，高脉动电压、长寿命、大容量的不二之选，广泛应用于电源混频、解藕等场合。
2）薄膜电容
电容容量范围为0.1pF～10?F，具有较小公差、较高容量稳定性及极低的压电效应，因而是X、Y安全电容、EMI/EMC的首选。
3）钽电容
电容容量范围为2.2?F～560?F，低等效串联内阻（ESR）、低等效串联电感（ESL）。脉动吸收、瞬态响应及噪音抑制都优于铝电解电容，是高稳定电源的理想选择。
4）陶瓷电容
电容容量范围为0.5pF～100?F，奇特的材料和薄膜技术的结晶，顺应了现今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。
5）超级电容
电容容量范围为0.022F～70F，极高的容值，因而又称做“金电容”或者“法拉电容”。
主要特征是：超高容值、良好的充/放电特点，适宜于电能储存和电源备份。缺点是耐压较低，工作气温范围较窄。
四、多层陶瓷电容
对于电容而言，大型化和高容量是永恒不变的发展趋势。其中，要数多层陶瓷电容（MLCC）的发展最快。
多层陶瓷电容在便携产品中广泛应用极为广泛，但近些年来数字产品的技术进步对其提出了新要求。
比如，手机要求更高的传输速度和更高的性能；基带处理器要求高速率、低电流；LCD模块要求低长度（0.5mm）、大容量电容。
而车辆环境的严苛性对多层陶瓷电容更有特殊的要求：首先是耐低温，放置于其中的多层陶瓷电容必须能满足150℃的工作气温；其次是在电瓶电路上须要漏电失效保护设计。
也就是说，大型化、高速率和高性能、耐低温条件、高可靠性已成为陶瓷电容的关键特点。
陶瓷电容的容量随直流偏置电流的变化而变化。直流偏置电流增加了介电常数，因而须要从材料方面，增加介电常数对电流的依赖，优化直流偏置电流特点。
应用中较为常见的是X7R（X5R）类多层陶瓷电容，它的容量主要集中在以上，该类电容器主要性能指标是等效串联内阻（ESR），在高波纹电压的电源去耦、滤波及低频讯号耦合电路的低帧率表现比较突出。
另一类多层陶瓷电容是C0G类，它的容量多在以下，该类电容器主要性能指标是耗损角余弦值tgδ(DF)。
传统的贵金属电极（NME）的C0G产品DF值范围是（2.0～8.0）×10-4，而技术创新型贱金属电极（BME）的C0G产品DF值范围为(1.0～2.5)×10-4，约是后者的31～50%。
该类产品在载有T/R模块电路的GSM、CDMA、无绳电话、蓝牙、GPS系统中低帧率特点较为明显。较多用于各类高频电路，如振荡/同步器、定时器电路等。
五、钽电容代替电解电容的误区
一般的想法是钽电容性能比铝电容好，由于钽电容的介质为阳极氧化后生成的五氧化二钽，它的介电能力（一般用ε表示）比铝电容的三氧化二铝介质要高。
因而在同样容量的情况下，钽电容的容积能比铝电容做得更小。（电解电容的电容量取决于介质的介电能力和容积，在容量一定的情况下，介电能力越高，容积就可以做得越小电容器串并联的等效电容公式，反之，容积就须要做得越大）再加上钽的性质比较稳定，所以一般觉得钽电容性能比铝电容好。
但这些凭阳极判定电容性能的方式早已过时了，目前决定电解电容性能的关键并不在于阳极，而在于电解质，也就是阴极。
由于不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解电容，其性能也大不相同。采用同一种阳极的电容因为电解质的不同，性能可以差别很大，其实阳极对于电容性能的影响远远大于阴极。
还有一种想法是觉得钽电容比铝电容性能好，主要是因为钽加上锌粉阴极助威后才有显著好于铝电解液电容的表现。假如把铝电解液电容的阴极更换为铜粉，这么它的性能虽然也能提高不少。
可以肯定，ESR是评判一个电容特点的主要参数之一。并且，选择电容，应防止ESR越低越好，品质越高越好等误区。评判一个产品，一定要全方位、多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大。
普通电解电容的结构是阳极和阴极和电解质，阳极是钝化铝，阴极是纯铝，所以关键是在阳极和电解质。阳极的优劣关系着耐压电介系数等问题。
通常来说，钽电解电容的ESR要比同等容量同等耐压的铝电解电容小好多，高频性能更好。假如那种电容是用在混频器电路（例如中心为50Hz的带通混频器）的话，要注意容量变化后对混频器性能的影响。
六、旁路电容的应用问题
嵌入式设计中，要求MCU从耗电量很大的处理密集型工作模式步入耗电量极少的空闲/休眠模式。这种转换很容易造成线路耗损的大幅降低，降低的速度很高，达到20A/ms甚至更快。
一般采用旁路电容来解决稳压器难以适应系统中高速元件造成的负载变化，以确保电源输出的稳定性及良好的瞬态响应。
旁路电容是为本地元件提供能量的储能元件，它能使稳压器的输出均匀化，减少负载需求。如同大型可充电电瓶一样，旁路电容才能被充电，并向元件进行放电。
为尽量减低阻抗，旁路电容要尽量紧靠负载元件的供电电源管脚和地管脚。这才能挺好地避免输入值过大而造成的地电位抬升和噪音。地弹是地联接处在通过大电压毛刺时的电压降。
应当明白，大容量和小容量的旁路电容都可能是必需的，有的甚至是多个陶瓷电容和钽电容。这样的组合就能解决上述负载电压其实为阶梯变化所带来的问题，但是能够提供足够的去耦以抑制电流和电压毛刺。
在负载变化十分剧烈的情况下电容器串并联的等效电容公式，则须要三个或更多不同容量的电容，以保证在稳压器稳压前提供足够的电压。快速的瞬态过程由高频小容量电容来抑制，中速的瞬态过程由低频大容量来抑制，剩下则交给稳压器完成了。
还应记住一点，稳压器也要求电容尽量紧靠电流输出端。
七、电容的等效串联内阻ESR
普遍的观点是：一个等效串联内阻（ESR）很小的相对较大容量的外部电容能挺好地吸收快速转换时的峰值（杂讯）电压。
然而，有时这样的选择容易导致稳压器（非常是线性稳压器LDO）的不稳定，所以必须合理选择小容量和大容量电容的容值。永远记住，稳压器就是一个放大器，放大器可能出现的各类情况它还会出现。
因为DC/DC转换器的响应速率相对较慢，输出去耦电容在负载前馈的初始阶段起主导的作用，因而须要额外大容量的电容来缓解相对于DC/DC转换器的快速转换，同时用高频电容缓解相对于大电容的快速变换。
一般，大容量电容的等效串联内阻应当选择为合适的值，便于使输出电流的峰值和毛刺在元件的规定之内。
高频转换中，小容量电容在0.01?F到0.1?F量级才能挺好满足要求。表贴陶瓷电容或则多层陶瓷电容（MLCC）具有更小的ESR。
另外，在这种容值下，它们的容积和BOM成本都比较合理。假如局部低频去耦不充分，则从低频向高频转换时将导致输入电流减小。电流升高过程可能持续数微秒，时间长短主要取决于稳压器调节增益和提供较大负载电压的时间。
用ESR大的电容并联比用ESR正好这么低的单个电容其实更具成本效益。但是，这须要你在PCB面积、器件数量与成本之间寻求折衷。
八、电解电容的电参数
这儿的电解电容器主要指铝电解电容器，其基本的电参数包括下述五点：
1）电容值
电解电容器的容值，取决于在交流电流下工作时所呈现的阻抗。为此容值，也就是交流电容值，随着工作频度、电压以及检测方式的变化而变化。
在标准JISC5102规定：铝电解电容的电容量的检测条件是在频度为120Hz，最大交流电流为0.5Vrms，DCbias电流为1.5～2.0V的条件下进行。可以断定，铝电解电容器的容量随频度的降低而降低。
2）耗损角余弦值Tanδ
在电容器的等效电路中，串联等效内阻ESR同容抗1/ωC之比称之为Tanδ，这儿的ESR是在120Hz下估算获得的值。
其实，Tanδ随着检测频度的降低而变大，随检测气温的升高而减小。
3）阻抗Z
在特定的频度下，妨碍交流电压通过的阻值即为所谓的阻抗（Z）。它与电容等效电路中的电容值、电感值密切相关，且与ESR也有关系。
Z=√[ESR2+(XL-XC)2]
式中，XC=1/ωC=1/2πfC
XL=ωL=2πfL
电容的容抗（XC）在低频率范围内随着频度的降低逐渐减少，频度继续降低达到中频范围时检波（XL）降至ESR的值。
当频度达到高频范围时感抗（XL）变为主导，所以阻抗是随着频度的降低而降低。
4）漏电压
电容器的介质对直流电压具有很大的制约作用。但是，因为铝氧化膜介质上浸有电解液，在施加电流时，重新产生的以及修补氧化膜的时侯会形成一种很小的称之为漏电压的电压。一般，漏电压会随着气温和电流的下降而减小。
5）杂讯电压和占空比电流
在一些资料上将此三者称做“涟波电压”和“涟波电流”，虽然就是，。涵义即为电容器所本事受基极电压/电流值。它们和ESR之间的关系密切，可以用下边的多项式表示：
Urms=Irms×R
式中，Vrms表示杂讯电流
Irms表示谐波电压
R表示电容的ESR
由上可见，当集电极电压减小的时侯，虽然在ESR保持不变的情况下，涟波电流也会成倍提升。换言之，当杂讯电流减小时，基极电压也急剧减小，这也是要求电容具备更低ESR值的诱因。
叠加入杂讯电压后，因为电容内部的等效串连内阻（ESR）导致发热，进而影响到电容器的使用寿命。通常的，基极电压与频度成反比，因而低频时谐波电压也比较低。
九、电容器参数的基本公式
1）容量（法拉）
美制：C=(0.224×K·A)/TD
公制：C=(0.0884×K·A)/TD
2）电容器中储存的能量
1/2CV2
3）电容器的线性充电量
I=C(dV/dt)
Z=√[RS2+(XC–XL)2]
XC=1/(2πfC)
D.F.=tanδ（耗损角）
=ESR/XC
=(2πfC)(ESR)
Q=cotanδ=1/DF
ESR=(DF)XC=DF/2πfC
PowerLoss=(2πfCV2)(DF)
PF=sinδ(lossangle)–cosФ(相位角)
rms=0.707×Vp
KVA=2πfCV2×10-3
T.C.=[(Ct–C25)/C25(Tt–25)]×106
CD=[(C1–C2)/C1]×100
L0/Lt=(Vt/V0)X(Tt/T0)Y
n个电容串联：1/CT=1/C1+1/C2+….+1/Cn
两个电容串联：CT=C1·C2/(C1+C2)
CT=C1+C2+….+Cn
A.R.=%?C/oftime
K=介电常数；
A=面积；
TD=绝缘层宽度；
V=电流；
RS=串联阻值；
f=频度；
L=电感感性系数；
δ=耗损角；
Ф=相位角；
L0=使用寿命；
Lt=试验寿命；
Vt=测试电流；
V0=工作电流；
Tt=测试水温；
T0=工作气温；
X,Y=电流与气温的效应指数。
4）电容的总阻抗（欧姆）
Z=√[RS2+(XC–XL)2]
5）容性检波（欧姆）
XC=1/(2πfC)
6）相位角Ф
理想电容器：超前当前电流90?
理想电感器：滞后当前电流90?
理想内阻器：与当前电流的相位相同
7）耗散系数(%)
D.F.=tanδ（耗损角）
=ESR/XC
=(2πfC)(ESR)
8）品质诱因
Q=cotanδ=1/DF
9）等效串联内阻ESR（欧姆）
ESR=(DF)XC=DF/2πfC
10）功率消耗
PowerLoss=(2πfCV2)(DF)
11）功率质数
PF=sinδ(lossangle)–cosФ(相位角)
12）均方根
rms=0.707×Vp
13）千伏安KVA（千瓦）
KVA=2πfCV2×10-3
14）电容器的气温系数
T.C.=[(Ct–C25)/C25(Tt–25)]×106
15）容量耗损(%)
CD=[(C1–C2)/C1]×100
16）陶瓷电容的可靠性
L0/Lt=(Vt/V0)X(Tt/T0)Y
17）串联时的容值
n个电容串联：1/CT=1/C1+1/C2+….+1/Cn
两个电容串联：CT=C1·C2/(C1+C2)
18）并联时的容值
CT=C1+C2+….+Cn
19）重复次数（Rate）
A.R.=%?C/oftime
上述公式中的符号说明如下：
K=介电常数；
A=面积；
TD=绝缘层宽度；
V=电流；
RS=串联内阻；
f=频度；
L=电感感性系数；
δ=耗损角；
Ф=相位角；
L0=使用寿命；
Lt=试验寿命；
Vt=测试电流；
V0=工作电流；
Tt=测试水温；
T0=工作气温；
X,Y=电流与气温的效应指数。
十、电源输入端的X,Y安全电容
在交流电源输入端，通常须要降低三个电容来抑制EMI传导干扰。
交流电源的输入通常可分为三根线：火线（L）/零线（N）/相线（G）。在火线和相线之间及在零线和相线之间并接的电容，通常称之为Y电容。
这两个Y电容联接的位置比较关键，必须须要符合相关安全标准，以防造成电子设备短路或外壳带电，容易殃及人身安全及生命，所以它们都属于安全电容，要求电容值不能偏大，而耐压必须较高。
通常地，工作在亚温带的机器，要求对地短路电压不能超过0.7mA；工作在热带机器，要求对地短路电压不能超过0.35mA。为此，Y电容的总容量通常都不能超过。
非常提示：Y电容为安全电容，必须取得安全检查机构的认证。Y电容的耐压通常都标有安全认证标志和或字样，但其真正的直流耐压高达5000V以上。为此，Y电容不能随便使用标称耐压，或之类的普通电容来代用。
在火线和零线抑制之间并联的电容，通常称之为X电容。因为这个电容联接的位置也比较关键，同样须要符合安全标准。
为此，X电容同样也属于安全电容之一。X电容的容值容许比Y电容大，但必须在X电容的两端并联一个安全内阻，用于避免电源线插拔时，因为该电容的充放电过程而致电源线插座长时间带电。
安全标准规定，当正在工作之中的机器电源线被拿掉时，在两秒钟内，电源线插孔两端带电的电流(或对地电位)必须大于原先额定工作电流的30%。
同理，X电容也是安全电容，必须取得安全检查机构的认证。X电容的耐压通常都标有安全认证标志和或字样，但其真正的直流耐压高达2000V以上，使用的时侯不要随便使用标称耐压，或之类的普通电容来代用。
X电容通常都选用谐波电压比较大的聚酯薄膜类电容，这些电容容积通常都很大，但其容许顿时充放电的电压也很大，而其电阻相应较小。
普通电容杂讯电压的指标都很低，动态电阻较高。用普通电容取代X电容，不仅耐压条件不能满足以外，通常杂讯电压指标也是无法满足要求的。
实际上，仅仅依赖于Y电容和X电容来完全滤除掉传导干扰讯号是不太可能的。由于干扰讯号的频谱特别宽，基本覆盖了几十KHz到几百MHz，甚至上千MHz的频度范围。
一般，对高端干扰讯号的滤除须要很大容量的混频电容，但遭到安全条件的限制，Y电容和X电容的容量都不能用大；对高档干扰讯号的滤除，大容量电容的混频性能又极差，非常是聚酯薄膜电容的高频性能通常都比较差。
由于它是用细纱工艺生产的，但是聚酯薄膜介质高频响应特点与陶瓷或云母相比相差很远，通常聚酯薄膜介质都具有吸附效应，它会增加电容器的工作频度，聚酯薄膜电容工作频度范围大概都在1MHz左右，超过1MHz其阻抗将明显降低。
为此，为抑制电子设备形成的传导干扰，不仅选用Y电容和X电容之外，还要同时选用多个类型的电感混频器，组合上去一起滤除干扰。
电感混频器多属于低通混频器，但电感混频器也有好多尺寸类型，比如有：差模、共模，以及高频、低频等。每种电感主要都是针对某一小段频度的干扰讯号滤除而起作用，对其它频度的干扰讯号的滤除疗效不大。
一般，电感量很大的电感，其线圈阻值较多，这么电感的分布电容也很大。高频干扰讯号将通过分布电容旁路掉。并且，导磁率很高的磁芯，其工作频度则较低。
目前，大量使用的电感混频器磁芯的工作频度大多数都在75MHz以下。对于工作频度要求比较高的场合，必须选用高频环型磁芯，高频环型磁芯导磁率通常都不高，但漏感非常小，例如，非晶合金磁芯，坡莫合金等。
