前言：電容的作用比較多，應用電路也比較多，如果展開來講，每個應用電路都可以單開一章，這樣就容易寫跑偏瞭。所以隻能每種電路、每種應用都看瞭一遍，把電路搞懂，然後挑出來一些簡單的內容貼出來。盡量寫的簡潔點吧。

+1：上周比較懶，拖著拖著就到瞭這周，繼續填坑。

+2：有幾個電路，譬如微分電路、積分電路，搞得不是很懂，所以隻是粘貼瞭網上的資料過來，以後弄懂瞭再補。

+3：拖延癥要不得，加班、失眠、煩躁，反正各種各樣的理由一周沒學習，真的心累，哈哈。

+4：去耦電容選擇寫完，應該就先告一段落瞭，準備另開新篇瞭，少的內容有時間再補吧。排版很爛，請原諒。

一、電容的作用

1. 耦合

用在耦合電路，起到通交流阻直流的作用。

2. 濾波

用在濾波電路，將一定頻段內的信號從總信號中去除。

3. 退耦

消除每級放大器之間的有害低頻交連（交連的意思待考），在多級放大器的直流電壓供給電路中使用。

退耦電容相當於電池，避免由於電流的突變而使電壓下降，相當於濾紋波。退耦電容一般都很大，對更高頻率的噪聲，基本無效。退耦濾波電容的取值通常為47~200μF，退耦壓差越大時，電容的取值應越大。所謂退耦壓差指前後電路網絡工作電壓之差。

在高頻情況下工作的電解電容與小容量電容相比，無論在介質損耗還是寄生電感等方面都有顯著的差別（由於電解電容的接觸電阻和等效電感的影響，當工作頻高於諧振頻率時，電解電容相當於一個電感線圈，不再起電容作用）。在不少典型電路，如電源退耦電路，自動增益控制電路及各種誤差控制電路中，均采用瞭大容量電解電容旁邊並聯一隻小電容的電路結構，這樣大容量電解電容肩負著低頻交變信號的退耦，濾波，平滑之作用；而小容量電容則以自身固有之優勢，消除電路網絡中的中，高頻寄生耦合。在這些電路中的這一大一小的電容均稱之為退耦電容。

4. 高頻消振

在高頻負反饋放大器中，為瞭消振可能出現的高頻自激，采用這種電容以消除放大器可能出現的高頻自激。

一隻放大三極管VT1，③腳是該三極管的基極，④腳是該三極管的集電極，所以消振電容C5實際上是接在放大三極管VT1的基極與集電極之間，構成高頻電壓並聯負反饋電路，用來消除可能出現的高頻自激。

5. 諧振

用在LC諧振電路中。

電容和電感串聯，電容器放電,電感開始有有一個逆向的反沖電流，電感充電;當電感的電壓達到最大時，電容放電完畢，之後電感開始放電，電容開始充電，這樣的往復運作，稱為諧振。

6. 旁路

用在旁路電路中，電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號，可以使用旁路電容。

旁路電容不是理論概念，而是一個經常使用的實用方法，電子管或者晶體管是需要偏置的，就是決定工作點的直流供電條件。例如電子管的柵極相對於陰極往往要求加有負壓，為瞭在一個直流電源下工作，就在陰極對地串接一個電阻，利用板流形成陰極的對地正電位，而柵極直流接地，這種偏置技術叫做“自偏”，但是對（交流）信號而言，這同時又是一個負反饋，為瞭消除這個影響，就在這個電阻上並聯一個足夠大的電容，這就叫旁路電容。

註：神一般的配圖，後續有時間用cadence畫一個吧，C3就是所謂的旁路電容。

7. 中和

用在收音機高頻和中頻放大器中、電視機高頻放大器中，采用這種中和電容電路，以消除自激。

在三極管的各個電極之間都存在結電容，在收音電路的中頻放大器和高頻放大器中，由於工作頻率高，三極管基極與集電極之間的結電容受到的影響大。這一結電容在三極管的內部，處於基極與集電極之間，即Cbc。雖然這一結電容很小，隻有幾皮法，但是當三極管工作頻率高瞭後，它的容抗也比較小，會導致一部分信號電流從三極管集電極輸出，通過這一結電容在三極管內部流回基極，造成寄生振蕩，影響中頻放大器或是高頻放大器工作穩定性。為瞭抑制這種有害的寄生振蕩，需要采用一種叫做中和電路的電路。

下圖所示是典型的中和電容電路，電路中的C3構成中和電容電路，C3稱為中和電容。註意，在這個電路中的中頻變壓器的一次繞組l是帶抽頭的，如果中頻變壓器繞組不帶抽頭，則中和電容電路形式與此不同。

8. 定時

需要通過電容充電、放電進行時間控制的電路中使用。

電容器與電阻器配合使用，確定電路的時間常數。輸入信號由低向高跳變時，經過緩沖1後輸入RC電路。電容充電的特性使B點的信號並不會跟隨輸入信號立即跳變，而是有一個逐漸變大的過程。當變大到一定程度時，緩沖2翻轉，在輸出端得到瞭一個延遲的由低向高的跳變。

9. 積分

在電勢場掃描的同步分離電路中，采用積分電容電路，可以從場復合同步信號總取出場同步信號。

10. 微分

在觸發器電路中為瞭得到尖頂觸發信號，采用微分電容電路，以從各類信號中得到尖頂脈沖觸發信號（主要是矩形脈沖）。

9&10一起註解（然而不是很懂）

在模擬及脈沖數字電路中，常常用到由電阻R和電容C組成的RC電路，在些電路中，電阻R和電容C的取值不同、輸入和輸出關系以及處理的波形之間的關系，產生瞭RC電路的不同應用。

積分電路的作用是：消減變化量，突出不變量。RC電路的積分條件：RC≥Tk，Tk是脈沖周期，積分電路可將矩形脈沖波轉換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉換為拋物波。電路的時間常數R*C，構成積分電路的條件是電路的時間常數必須要大於或等於10倍於輸入波形的寬度。

微分電路的作用是：消減不變量，突出變化量。微分電路可把矩形波轉換為尖脈沖波，電路的輸出波形隻反映輸入波形的突變部微分電路分，即隻有輸入波形發生突變的瞬間才有輸出。而對恒定部分則沒有輸出。輸出的尖脈沖波形的寬度與R*C有關（即電路的時間常數），R*C越小，尖脈沖波形越尖，反之則寬。此電路的R*C必須遠遠少於輸入波形的寬度，否則就失去瞭波形變換的作用，變為一般的RC耦合電路瞭，一般R*C少於或等於輸入波形寬度的微分電路1/10就可以瞭。

11. 補償（待考證）

在卡座的低音補償電路中使用補償電容，以提升放音信號中的低頻信號，此外還有高頻補償電容電路。

（喇叭的兩極分別接一個電容和R、C串聯的電路,組成茹貝爾網絡，吸收高頻尖峰，避免高頻自激，起穩定作用的。使得低音喇叭在相當寬的頻率范圍內呈現近似純阻，進而使分頻點穩定，改善阻尼，改善相位失真。這個電阻跟電容的取值，電阻R取所用喇叭在需要補償的頻率下的阻抗，電容C的容抗取喇叭感抗L/RR，實際R一般取標稱值，4歐喇叭C大約是4-10微法，8歐喇叭10-20微法。）

12. 自舉

常用的OTL功率放大器輸出級電路采用自舉電容，以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度。

自舉電路通常用在高壓驅動的場合中，通常用一個電容和一個二極管，電容存儲電壓，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓，起到升壓的作用 自舉電路也叫升壓電路，利用自舉升壓二極管,自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高．有的電路升高的電壓能達到數倍電源電壓. 自舉電路隻是在實踐中定的名稱，在理論上沒有這個概念。

OTL功率放大器中要設自舉電路，圖3所示是自舉電路。電路中的C1，R1和R2構成自舉電路。C1為自舉電容，R1O 隔離電阻，R2將自舉電壓加到VT2基極。B140-13-F VT1集電極信號為正半周期間VT2導通、放大，當輸入VT2基極的信號比較大時，VT2基極信號電壓大，由於VT2發射極電壓跟隨基極電壓，VT2發射極電壓接近直流工作電壓+V，造成VT2集電極與發射極之間的直流工作電壓減小，VT2容易進入飽和區，使三極管基極電流不能有效地控制集電極電流。

13. 分頻

在音箱的揚聲器分頻電路中使用分頻電容，以使高頻揚聲器工作在高頻段、中頻揚聲器工作在中頻段、低頻揚聲器工作在低頻段。

14. 負載電容

指與石英晶體諧振器一起決定負載諧振頻率的有效外接電容，標準值為16pf、20pf、30pf、50pf、100pf。

負載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標稱頻率相同的晶振，負載電容不一定相同。因為石英晶體振蕩器有兩個諧振頻率，一個是串聯揩振晶振的低負載電容晶振：另一個為並聯揩振晶振的高負載電容晶振。所以，標稱頻率相同的晶振互換時還必須要求負載電容一致，不能冒然互換，否則會造成電器工作不正常。

晶體的特性類似電感，它在加電壓後會產生機械彎曲，然後在斷電時彎曲產生的應力釋放產生電能，這時所產生的電能在放進電容之後，就會存放起來。這時彎曲恢復成正常時，電容中的電能就會作用到晶振上，利用電路捕獲這個釋放時間，並正反饋它，以相同極性和電容一起送進晶振，加強它的彎曲，重復剛才的過程。即，由電容和晶振構成類似LC電路。

晶振所需要外接的電容，也是使晶振兩端的等效電容（電路之間的分佈電容）等於負載電容，負載就是晶振起振的電容，這時候電容的作用就很明顯瞭，充電，晶振起振。負載電容很重要，決定著晶振是否可以在產品中正常起振工作。

二、 電容的參數

1. 電容量

單位為法拉（F），還有微法（UF）、納法（NF）、皮法（PF）。

1+. 精度

00（01）±1%，0（02）±2%，I ±5%，II ±10%，III ±20%，

IV +20%-10%， V +50%-20%， VI +50%-30%

一般電容用I，II，III；電解電容用IV，V，VI。

2. 耐壓值

能承受的最高電壓，單位為V，高壓電容器的耐壓值用KV，超過瞭會擊穿。

3. 絕緣電阻

直流電壓加在電容上，並產生漏電流，直流電壓/漏電流，得到的就是絕緣電阻，絕緣電阻越大越好。大容量電容則引入瞭時間常數，該常數為電容的絕緣電阻與電容量的乘積。

4. 損耗

在電場的作用下，單位時間內因發熱而消耗的能量叫做損耗。

5. 頻率特性

隨著頻率的上升，一般電容的電容量呈現下降的規律。

6. 溫度系數

電容量隨著溫度變化的大小。即在一定溫度范圍內，溫度每變化1℃，電容量的變化值。

7. 介質

電容采用的電介質材料類別，溫度特性以及誤差等參數。

X7R常用於3300PF~0.33UF的電容，適用於濾波、耦合等。

Y5P和Y5V常用於150PF~2NF。

8. 封裝

主要針對貼片電容，和貼片電阻一樣。

三、電容的分類（按材質）

1. 鋁電解電容

容量大，但漏電大、穩定性差、分正負極。

適用於電源濾波或低頻電路中。

2. 鉭or鈮點解電容

體積小、容量大、性能穩定、壽命長、絕緣電阻大、分正負極、溫度性能好。

用在要求較高的設備中。

3. 陶瓷電容

（1）高頻瓷介質電容（銀）：體積小、耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高，但容量小，適用於高穩定震蕩回路，作為回路電容及墊整電容器。

（2）低頻瓷介質電容（鐵）：容量大、但損耗和溫度系數大、限於在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直作用，或對穩定性和損耗要求不高的場合。

註：陶瓷電容不宜使用在脈沖電路中，易於被脈沖電壓擊穿。

3+. 獨石電容

又叫多層陶瓷電容，縮寫MLCC。（ps：記得風華高科的應該知道=。=！）

獨石電容的電容量比一般磁介質電容器大。具有容量大、體積小、可靠性高、電容量穩定、耐高溫、絕緣性好、成本低的特點。

可替代雲母電容和紙介質電容，一級某些鉭電容。

廣泛應用於小型和超小型電子設備中（液晶手表、微型儀器）。

獨石電容根據材料可分為3類：

（1）溫度補償類NPO電介質

電氣特性最穩定，屬超穩定型，低損耗電容材料類型，適用在對穩定性、可靠性要求較高的高頻、特高頻、甚高頻中。

（2）電介質常數類X7R電容

容量比NPO更大，特性與NPO類似。使用在隔直、耦合、旁路、濾波電路及可靠性要求較高的中高頻電路中。

（3）半導體類Y5V電介質

介電常數較高，常用於生產比容較大，標稱電容較高的大容量產品，穩定性較X7R差，容量、損耗對溫度、電壓等條件敏感。主要用於電子整機的振蕩、耦合、濾波及旁路電路中。

4. 雲母電容

介質損耗小、絕緣電阻大、溫度系數小、適用於高頻電路。

5. 薄膜電容

滌綸：介質常數高、體積小、容量大、穩定性好，適宜旁路電容。

聚苯乙烯：介質損耗小、絕緣電阻高，但溫度系數大，可用於高頻電路。

聚丙烯：損耗小、性能穩定、絕緣性好、容量大，應用於中低頻電子電路中，或作為電動機的啟動電容。

6. 紙介質電容

體積小、容量大，但固有電感和損耗大，適用於低頻。

6+. 金屬化紙介質電容

特性基本與紙介質電容相同。

6++. 油浸紙介質電容

容量大、耐壓高、但體積大。

四、高分子固體電容

傳統電解電容的陰極為電解液、二氧化錳、氰化物等，會出現漏液、易燃、揮發劇毒物等問題。

而高分子固體電容，以高分子導電材料為陰極，具有高頻低阻抗、高溫穩定、快速放電、體積小、無漏液現象、壽命長等特點。

1. 額定電壓選擇

普通鉭電解電容：使用電壓需比額定電壓低50%；

高分子鉭電容：當額定電壓小於10V時，使用電壓需低於額定電壓10%；當額定電壓大於10V時，使用電壓需低於額定電壓20%。

高分子鋁電容：不需要降額使用。

2. 註意事項

（1）不要在以下電路使用：

A. 高阻態電路

B. 耦合電路

C. 時間常數電路

D. 受漏電流變化影響大的電路

（2）使用在PWM比較器時，註意調整反饋電路，防止線路振蕩；

（3）不要加載超大電流；

（4）電容有極性，不要施加反向電壓；

（5）不要使用在急速充放電的電路中；

（6）SMD型， 回流焊時需要註意溫度曲線。

五、去耦電容的選擇

1. 容值選擇

計算公式：C=I*∆T/∆U

其中：I為最大要求電流，∆T是這個要求所維持的時間，∆U是實際電源總線電壓所允許的壓降。

1+. XILINX推薦的計算方法

推薦使用遠大於1/m乘以等效開路電容的電容值。

其中m是IC的電源插針上所允許的電源總線電壓變化的最大百分數，一般IC的DATASHEET上會給出其具體參數。

等效開路電容的計算公式：C=P/(f*U^2)

其中P為ICC所耗散的總瓦數，U為IC的最大DC供電電壓，f是IC的時鐘頻率。

2. 電容的選擇

為分散串聯的諧振頻率以獲得一個較寬頻率范圍內的較低阻抗，在去偶電容的設計上，通常采用幾個不同容值，一般相差二到三個數量級，如0.1uf和10uf。

3. 等效串聯電感（ESL）

由於焊盤和引腳的原因，每個電容都存在等效串聯電感，自身就會形成一個串聯諧振電路，LC串聯諧振電路都存在一個諧振頻率，在工作頻率低於諧振頻率時，電容呈容性，當工作頻率高於諧振頻率時，電容呈感性，此時去耦電容就拾取瞭去偶的效果，因此，要提高串聯諧振頻率，就要盡可能的降低電容的等效串聯電感。

電容的容值選擇一般取決於電容的諧振頻率。如下：

容值 通孔（0.25mm引線） SMD（0805）

1uf 2.5MHz 5MHz

0.1uf 8MHz 16MHz

0.01uf 25MHz 50MHz

1000pf 80MHz 160MHz

100pf 250MHz 500MHz

10pf 800MHz 1.6GHz

註：在數字電路的去耦中，低的等效串聯電阻（ESR）比諧振頻率更重要，低的ESR可以提供更低阻抗的到地通路，因此，當超過諧振頻率的電容呈感性時，仍能提供足夠的去耦能力。

4. 降低ESL的方法

一般采用多個去耦電容並聯的方式。

註：可將兩個去耦電容以相反的走向放置在一起，使內部電流引起的磁通量相互抵消，可進一步降低ESL。適用於任何數目的去耦電容。

5. 去耦電容的數目選擇

理論上，每個電源引腳最好分配一個。若空間不足，可適當減少。若IC的幾個電源引腳在一起時，可共用去耦電容。

6. 去耦半徑

（1）計算電容的諧振頻率

公式為：f= 1/(2π√LC) 單位為MHZ

其中，C為容值，L為寄生電感。

諧振周期為T=1/f，單位為ns。

（2）信號在電路板上的傳播速率V，單位為inch/ns。

（3）諧振波長λ=V*T

其中V為傳播速率，T為諧振周期。

（4）電容的去耦半徑R約為波長的1/40~1/50，一般取1/50。

則去耦半徑R=λ/50。

註：當去耦電容為大電容時，諧振頻率很低，對應的波長就很長，因而去耦半徑很大，故不去關註大電容的位置。而小電容需盡可能的靠近芯片。

7. 電容的安裝

推薦以下兩種方式，根據空間進行選擇：

註：任何情況下，不要多個電容共用過孔。

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