二、電容的工作原理、分類選擇與應用 話說電容之一：電容的作用 作為無源元件之一的電容，其作用不外乎以下幾種： 1、應用于電源電路，實現旁路、去藕、濾波和儲能的作用。下面分類詳述之： 1）旁路 旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩壓器的輸出均勻化，降低負載需求。 就像小型可充電電池樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。 為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。 這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。 2）去藕 去藕，又稱解藕。 從電路來說， 總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大， 驅動電路要把電容充電、放電， 才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候， 電流比較大， 這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產生反彈），這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是所謂的“耦合”。 去藕電容就是起到一個“電池”的作用，滿足驅動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。將旁路電容和去藕電容結合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去藕合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關噪聲高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF 等；而去耦合電容的容量一般較大，可能是10μF 或者更大，依據電路中分布參數、以及驅動電流的變化大小來確定。 旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質區別。 3）濾波 從理論上（即假設電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1μF 的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯了一個小電容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越小低頻越容易通過，電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中，大電容（1000μF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。曾有網友形象地將濾波電容比作“水塘”。由于電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。 4）儲能 儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。 電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150 000μF 之間的鋁電解電容器（如EPCOS 公司的 B43504 或B43505）是較為常用的。根據不同的電源要求，器件有時會采用串聯、并聯或其組合的形式， 對于功率級超過10KW 的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。 2、應用于信號電路，主要完成耦合、振蕩/同步及時間常數的作用： 1）耦合 舉個例子來講，晶體管放大器發射極有一個自給偏壓電阻，它同時又使信號產生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合， 這個電阻就是產生了耦合的元件，如果在這個電阻兩端并聯一個電容， 由于適當容量的電容器對交流信號 較小的阻抗，這樣就減小了電阻產生的耦合效應，故稱此電容為去耦電容。 2）振蕩/同步 包括RC、LC 振蕩器及晶體的負載電容都屬于???一范疇。 3）時間常數 這就是常見的 R、C 串聯構成的積分電路。當輸入信號電壓加在輸入端時，電容（C）上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻（R）、電容（C）的特性通過下面的公式描述： i = （V / R）e - （t / CR） 話說電容之二：電容的選擇 通常，應該如何為我們的電路選擇一顆合適的電容呢？筆者認為，應基于以 下幾點考慮： 1、靜電容量； 2、額定耐壓； 3、容值誤差； 4、直流偏壓下的電容變化量； 5、噪聲等級； 6、電容的類型； 7、電容的規格。 那么，是否有捷徑可尋呢？其實，電容作為器件的外圍元件，幾乎每個器件的 Datasheet 或者 Solutions，都比較明確地指明了外圍元件的選擇參數，也就是說，據此可以獲得基本的器件選擇要求，然后再進一步完善細化之。其實選用電容時不僅僅是只看容量和封裝，具體要看產品所使用環境，特殊的電路必須用特殊的電容。 下面是 chip capacitor 根據電介質的介電常數分類， 介電常數直接影響電路的穩定性。 NP0 or CH （K 《 150）： 電氣性能最穩定，基本上不隨溫度﹑電壓與時間的改變而改變，適用于對穩定性要求高的高頻電路。鑒于K 值較小，所以在0402、0603、0805 封裝下很難有大容量的電容。如 0603 一般最大的 10nF以下。X7R or YB （2000 《 K 《 4000）： 電氣性能較穩定，在溫度﹑電壓與時間改變時性能的變化并不顯著（？C 《 ±10%）。適用于隔直、偶合、旁路與對容量穩定性要求不太高的全頻鑒電路。Y5V or YF（K 》 15000）： 容量穩定性較 X7R 差（？C 《 20% ～ -80%），容量﹑損耗對溫度、電壓等測試條件較敏感，但由于其K 值較大，所以適用于一些容值要求較高的場合。 話說電容之三：電容的分類 電容的分類方式及種類很多，基于電容的材料特性，其可分為以下幾大類： 1、鋁電解電容 電容容量范圍為0.1μF ～ 22000μF，高脈動電流、長壽命、大容量的不二之選，廣泛應用于電源濾波、解藕等場合。 2、薄膜電容 電容容量范圍為0.1pF ～ 10μF，具有較小公差、較高容量穩定性及極低的壓電效應，因此是X、Y 安全電容、EMI/EMC 的首選。 3、鉭電容 電容容量范圍為2.2μF ～ 560μF，低等效串聯電阻（ESR）、低等效串聯 電感（ESL）。脈動吸收、瞬態響應及噪聲抑制都優于鋁電解電容，是高穩定電源的理想選擇。 4、陶瓷電容 電容容量范圍為0.5pF ～ 100μF，獨特的材料和薄膜技術的結晶，迎合了當今“更輕、更薄、更節能“的設計理念。 5、超級電容