一、技術理論

??1、電容定義

????兩個相互靠近的金屬析中間夾一層絕緣介質組成的器件，當兩端存在電勢差時，由于介質阻礙了電荷移動而累積在金屬板上，衡量金屬板上儲存電荷的能力稱為電容，相應的器件稱為電阻器。
????電容的符號為C，單位為法拉F，電容越大，儲存電荷的能力越強。

??2、定義式

????C=Q/U。C-電容，Q-電荷量，U-電勢差。
????在電路學里，電勢差1U下，電容器的儲存電荷的能力，稱為電容。

??3、單位換算

????法拉單位很大，通常使用毫法mF,微法uF,納法nF,皮法pF。
????1法拉（F）= 10 ^ 3 毫法（mF）=10 ^ 6微法（μF）=10 ^ 9納法（nF）=10 ^ 12皮法（pF）=10 ^15fF
????決定電容量單位的因素：
??????間隔距離：距離越小容量越大。
??????接觸面積：面積越小容量越小。
??????材 料：介質和金屬材料

??4、電容作用

????電容的本質是充電與放電，在電路中起到阻直流通交流的作用。
????阻直流：只充電，不放電。充滿后無法放電，斷開狀態。
????通交流：循環充電與放電。按交流信號頻率循環充放電，導通狀態。
????Note:
??????電容內部有絕緣介質，內部不會導通，通交流是應用電容的充放電功能，從外部看，感覺導通了而已。
????電容充放電電流計算公式：I 帶電量
??????*I = (du/dt)C
????電壓越高，充放電時間越短，電容越大，充放電電流越大，反之則充放電電流越小。

??5、電容特性

????充放電有個過程，電容兩端電壓不能突變，如果突變，將會產生很大的充放電電流，設計時需要避免，可以通過電阻，電感等器件進行限流。
????1、瞬間通電流（漏電）
????2、充放電（存儲電荷）
????3、隔直流通交流
????4、對交流電的特殊阻礙作用：容抗（Ω） Xc = 1/(2πfc)(通高頻，阻低頻)（電容器是交流電的純電阻）

二、組成結構

??電容是電子電路中存儲電荷的核心元件，其結構主要由??極板、介質、引線及封裝??四部分組成。
??

??1、極板（電極）??

????極板是電容的??導電核心部件??，通常由高導電性金屬（如鋁、銅、銀鈀合金）制成，分為??正極板??與??負極板??（僅電解電容有極性區分）。極板的功能是存儲電荷：當電容兩端施加電壓時，正極板積累正電荷，負極板積累負電荷，形成電場。

????2、介質（絕緣層）??

????介質是??極板間的絕緣隔離材料??，其作用是阻止極板間直接導通（避免短路），同時通過介電常數（ε）影響電容容量。介質的材料和厚度決定了電容的基本特性（如容量、耐壓、頻率響應）。

??3、引線（電極引出端）??

????引線是??連接極板與外部電路的導電部件??，通常由銅線或金屬帶制成，負責將電容接入電路。

??4、封裝（外殼與固定結構）??

????封裝是??保護內部結構的外殼及固定組件??，防止極板、介質受潮、震動或機械損傷，同時隔離外界電磁干擾。

三、器件特性

??1、電容兩端電壓不能突變

????電容兩端電壓不能突變，只要電容不充電或放電，電容兩端的電壓就不變。
????注意：電容兩端的相對電壓不能突變，但是兩端的電壓可以同時突變。
????

??2、電容的儲能特性

????電容可以簡單的理解成一個小電池。
????電容的充電速度與電容的大小以及充電電流有關。
????電容的充電時間常數 t=R*C.
??????
??????

????利用儲能特性實現關斷延時。
??????

??3、ESR（Equivalent Series Resistance，等效串聯電阻）

????ESR 是電容的一個重要參數，表示 ??電容在電路中表現出的等效串聯電阻??。
????它會影響電容的性能，尤其是在??高頻、大電流或快速充放電??的應用中。
????
????ESR 的單位：
??????ESR 的單位通常是毫歐（mΩ）或歐姆（Ω）。
??????陶瓷電容：ESR 很低（幾毫歐到幾十毫歐）。
??????電解電容（如鋁電解、鉭電解）：ESR 較高（幾十毫歐到幾歐姆）。
??????薄膜電容：ESR 較低（幾毫歐到幾十毫歐）。
??????超級電容：ESR 較高（幾毫歐到幾百毫歐）。

四、器件種類

??

??1. 電解電容??

????電解電容是有極性電容的代表，核心結構為??金屬箔（鋁/鉭）作為陽極??，表面覆蓋氧化膜（氧化鋁/氧化鉭）作為電介質，??電解液（液體/固體聚合物）作為陰極??。
????其最大特點是??容量大??（通常從幾微法到數千微法，甚至更高），但??有極性??（必須區分正負極，反接會損壞），且??高頻損耗大??（ESR較高）。
????常見細分類型：
????????鋁電解電容??：成本低、容量大，廣泛應用于電源濾波、退耦（如開關電源的輸出濾波）；
????????鉭電解電容??：體積小、穩定性好（漏電流小、溫度特性佳），適用于精密電路（如手機、醫療設備的電源電路）。
????缺點：電解液易干涸（尤其是液體電解質的鋁電解電容），壽命較短；耐壓一般不高（常見幾十伏到幾百伏）。

????2. 陶瓷電容??

????以陶瓷材料為電介質，通過多層金屬薄膜（如銀鈀）疊加而成（多層陶瓷電容，MLCC），是無極性電容的重要類型。
????其核心優勢是??高頻特性好??（ESR和 ESL 極低，適合GHz級電路）、??穩定性高??（容量隨溫度變化小）、??容量范圍廣??（從幾皮法到微法級，如CC0805系列可做到0.1μF）。
????常見細分類型：
??????I類陶瓷電容（如CC4、CT4系列）??：
????????溫度系數小（±30ppm/℃以內），適用于高頻諧振、濾波（如射頻電路、時鐘電路）；
????????II類陶瓷電容（如CL11、CL21系列）??：
????????容量較大（可達數百納法），但溫度系數稍大（±15%以內），適用于電源去耦、旁路（如數字電路的電源引腳）。
????缺點：容量一般不超過1μF（多層陶瓷電容可通過疊加增加容量，但仍小于電解電容）；高壓陶瓷電容（如超過1000V）體積較大。

??3. 薄膜電容??

????以塑料薄膜（如聚酯、聚丙烯、聚苯硫醚）為電介質，通過蒸鍍金屬電極制成，是無極性電容的另一大類。
????其核心優勢是??絕緣電阻高??（可達10^12Ω以上）、??損耗小??（tanδ低，適合大電流場合）、??耐壓高??（可達數千伏，如Y電容常用聚丙烯薄膜）、??穩定性好??（容量隨溫度、時間變化小）。
????常見細分類型：
??????聚酯薄膜電容（如CL系列）??：
????????成本低、容量大（可達數千微法），適用于電機驅動、功率因數校正（PFC）電路；
???????聚丙烯薄膜電容（如CBB系列）??：
????????高頻損耗小（適合MHz級電路）、絕緣電阻高，適用于音頻電路（如功放的前置放大級耦合）、精密測量儀器。
????缺點：體積較大（相同容量下比陶瓷電容大）；成本高于電解電容（尤其是高壓大容量型號）。

??4. 可變電容??

????容量可通過機械或電子方式調節，核心結構為??兩組極板??（一組固定、一組可動），通過改變極板間距或重疊面積調整容量。
????常見類型：
????????機械可變電容??：通過旋鈕或滑動桿調節極板間距（如收音機的調諧電容），用于頻率調諧（如收音機選臺）；
??????電子可變電容（如變容二極管）??：
????????通過改變反向偏壓調節電容（如FM收音機的本振電路），適用于高頻信號調諧。
????????優點：容量可調范圍大（可從幾皮法到幾百皮法）；
????????缺點：機械結構易磨損（機械可變電容），高頻損耗較大（電子可變電容）。

??5. 安規電容??

????符合安全規范（如IEC 60384-14）的電容，主要用于??抑制電磁干擾（EMI）??，分為兩類：
??????X電容??：跨接在電源火線（L）與零線（N）之間，用于抑制差模干擾（如開關電源的傳導干擾）；
????????Y電容??：跨接在電源火線/零線與地（PE）之間（成對出現，如Y1、Y2系列），用于抑制共模干擾（如雷電感應干擾）。
????核心優勢是??失效后不會導致電擊??（內部采用阻燃材料、短路保護等設計），適用于電源輸入端的EMI濾波（如電腦電源、家電的電源接口）。

??6. 超級電容??

????又稱電化學電容，通過??電極表面的雙電層儲能??（物理儲能，非化學反應），具有??超大容量??（可達數千法拉，是傳統電解電容的數百倍）、??快速充放電??（幾分鐘即可充滿）、??長壽命??（循環次數可達10萬次以上）等特點。
????優點：能量密度高于傳統電容（但仍低于電池）、功率密度高（適合短時大電流輸出）、充放電效率高（可達90%以上）；
????缺點：電壓低（單只通常不超過5V，需串聯使用）、能量密度仍較低（約為電池的1/10）、成本高。
????適用于??短時高功率輸出場景??，如相機閃光燈、電動車的輔助動力（起步時提供大電流）、UPS后備電源（停電時提供幾分鐘供電）。

??7. 獨石電容??

????又稱多層陶瓷電容（MLCC），以陶瓷材料為電介質，通過多層金屬薄膜疊加燒結而成，是無極性電容的重要分支。其核心優勢是??容量大??（可達1μF以上）、??穩定性高??（溫度系數小，±20%以內）、??高頻特性好??（ESR低，適合MHz級電路）。
????優點：體積小（如0402封裝的獨石電容容量可達0.1μF）、適合自動化貼裝（SMT工藝）、可靠性高（抗振動、抗沖擊）；
????缺點：容量一般不超過10μF（更大容量需用電解電容），高壓獨石電容（如超過100V）體積較大。
????適用于??諧振、旁路、耦合、濾波??等場景，如手機的射頻電路、計算機的主板電源濾波

五、器件選型

??1、安裝方式

????插件（DIP）和貼片（SMD）
????陶瓷電容，鋁電解電容，鉭電解電容一般選擇貼片的。
????安規電容一般是插件的。
????鋁電解電容，減低成本，也有選擇插件的。

??2、電容值

????電容的標稱方法：
??????直接標稱：電解電容。 330uF
??????字母數字混合標稱：無極性。3p3=3.3pF 6n8 = 6.8nF
??????倍率標稱（單位為PF）：兩位22=200pF ,三位333 = 33000pF = 33nF(末位是0的個數，單位是pF)
????根據電路，選擇合適的電容值。
??????確定方法：
??????計算取值：晶體震蕩電路，LC濾波電容等，可以通過計算取值。
??????手冊取值：設計電路時，參考手冊應用電路，按建議取值。
??????經驗取值：濾波電容，儲能電容等，一般憑經驗取值，再根據實際情況進行調整。
????電容串聯與并聯：
????電容串聯：耐壓增大，容值減小。
??????C = (C1*C2)/(C1+C2)
????電容并聯：耐壓不變，容值增大。
??????C = C1+C2

??3、電容類型

????1、有極性（電解電容）：容量大 單位 UF
??????a、單極性
??????b、雙極性
????2、無極性：容量小 單位nF,pF
??????陶瓷電容器
??????紙介電容器
??????云母電容器
??????玻璃釉電容器
??????空心電容器
????3、根據電路，合理選擇電容類型。
????按容值：
??????一般小于10uF的優先選擇陶瓷電容。
?????? 小于幾百uF的可以選擇鋁電解電容與鉭電解電容。
??????大于幾百uF的一般選擇鋁電解電容。
????按環境溫度：
??????高溫環境，一般選對陶瓷電容與鉭電容，因為鋁電解電容里面是電解液，高溫環境對壽命影響較大。
??????低溫環境，都可以選對。

??4、耐壓、封裝

????根據電路，確定電容耐壓值，再選擇封裝。封裝越大，耐壓越大。
????耐壓方面，陶瓷電容較好，鉭電解電容較差（要求耐壓為承受電壓的2倍）。
??????例：給5V電源濾波，可以選擇10uF/6.3V的陶瓷電容，100uF/6.3V的鋁電解電容，也可以選用47uF/10V的B型鉭電解電容。
????常用陶瓷電容封裝：0402、0603、0805、1206等
????常用貼片鋁電解電容封裝：55、6.37.7等。
????常用鉭電解電容封裝：A型，B型，C型，D型，E型等。

??5、壽命

????鉭電解電容較差，內部電解質受溫度影響較大，但因為耐壓可以，容值較大，價格便宜，使用較多，設計時避免靠近熱源，不要在高溫環境使用。

??6、其它方面

????價格：鉭電容較貴，插件鋁電解電容便宜，容值大的陶瓷也較貴，在滿足需求的情況下，盡量選擇低成本的。
????ESR：陶瓷電容與鉭電解電容都較小，濾波效果好。鋁電解電容可以通過并聯容值較小的陶瓷電容降低ESR，提升濾波效果。

六、常用型號

??1、陶瓷電容

????陶瓷電容是最常用的電容類型之一，具有體積小、高頻特性好、穩定性高、壽命長等優點，廣泛應用于高頻電路、電源去耦、信號耦合等場景。
?????? 小容量(1pF - 1nF)：
????????常用于高頻電路的信號耦合、時鐘電路、射頻電路等，例如在射頻（RF）電路中用于調諧和濾波，以確保信號的準確傳輸和處理。
??????? 中等容量（1nF - 100nF）：??
????????主要用于電源去耦和旁路，可濾除電源中的高頻噪聲，保證電子設備的穩定運行。比如在電腦主板、手機等設備的電路板上大量使用，為集成電路提供穩定的電源環境。
??????大容量（100nF - 10μF）??：
????????在一些對容量有一定要求，同時又需要較好高頻特性的電源電路中使用，如部分數字電路的電源濾波。

??2、電解電容

????電解電容是以電解液為介質的電容器，分為鋁電解電容、鉭電解電容等，特點是容量大，但耐壓相對不高，高頻特性較差，常用于電源濾波、儲能等。
????鋁電解電容??：
?????? 容量范圍通常從 ??1μF 到數千 μF 甚至更大??，常見容值有 10μF、100μF、470μF、1000μF 等。 一般耐壓值有 6.3V、10V、16V、25V、50V 等。常用于開關電源的輸出濾波、音響設備的電源濾波等，例如在電腦電源中，大容量的鋁電解電容用于平滑直流輸出，減少電壓波動。
??????鉭電解電容??：
??????容量范圍一般在 ??0.1μF 到 1000μF 之間??，常見容值有 1μF、4.7μF、10μF、22μF 等。耐壓值通常在 2V - 50V 之間。 鉭電解電容具有體積小、性能穩定、壽命長等優點，常用于對穩定性和可靠性要求較高的電路，如手機、數碼相機等便攜式電子設備的電源電路。

??3、云母電容

????云母電容是以云母為介質的電容器，具有高穩定性、高精度、低損耗等優點，常用于高頻振蕩、濾波、耦合等對電容穩定性要求較高的電路。
???? 常用容值范圍一般在 ??1pF 到 0.1μF 之間??，例如 5pF、10pF、22pF、47pF、100pF 等。 常用于高頻電路，如無線電發射機、接收機中的調諧電路。

??4、薄膜電容

????薄膜電容是以塑料薄膜為介質的電容器，具有絕緣電阻高、介質損耗小、頻率特性好等優點，常用于電力電子、音響設備、濾波等電路。
????常用容值范圍較寬，從 ??1nF 到數 μF 甚至更大??，例如 10nF、100nF、1μF、10μF 等。 在音響設備中，薄膜電容可用于音頻信號耦合和濾波，以提升音質；在電力電子設備中，可用于功率因數校正等。

??5、超級電容

????超級電容也叫電化學電容，具有超大容量、快速充放電、長壽命等優點，常用于短時大功率輸出、能量存儲和回收等場景。
????常用容值范圍從 ??幾法拉（F）到數千法拉（F）??，常見的有 1F、2.7F、5.5F、10F 等。 在電動汽車中用于制動能量回收和瞬間大電流輸出；在太陽能發電系統中用于能量存儲。

七、應用分類

??1、電源電路應用

????濾波??：
??????在電源電路里，整流后的電壓存在較大的脈動成分（紋波）。
??????電容與電源內阻等構成低通濾波器，針對脈動電壓中的交流成分，電容不斷進行充電和放電，讓輸出電壓更平滑，直流成分順利通過。
??????儲能??：
??????電容能夠儲存電能，在需要時將儲存的能量釋放出來。

??2、信號處理應用

??????耦合??：
??????由于電容具有隔直流通交流的特性，它可作為耦合電容使用。
??????在多級放大器、音頻電路中，耦合電容能阻斷直流分量（如放大器的靜態工作點電壓），僅讓交流信號（如音頻、射頻信號）通過，確保各級電路獨立工作，避免直流干擾。
??????旁路??：
??????旁路電容可為電路中的高頻干擾信號提供低阻抗通路，將高頻噪聲分流至地，而不影響電路中其他部分的正常工作。
??????在電路中并聯一個小容量電容（如 0.1μF 陶瓷電容），能濾除高頻干擾信號，提升信號完整性。

??3、定時與振蕩應用

????定時??：
??????電容在充放電過程中，其電壓或電流的變化遵循一定規律，利用這一特性，電容可與電阻等其他元件配合構成定時電路，實現對時間的控制。
????振蕩??：
??????在振蕩電路（如 RC 振蕩器、LC 振蕩器）中，電容與電阻或電感配合產生穩定的周期性信號，用于時鐘電路（如電腦主板時鐘）、信號發生器等。

??4、高頻電路應用

????調諧??：
??????在高頻電路（如收音機、電視、無線通信）中，電容與電感組成 LC 諧振電路，通過調整電容值改變諧振頻率，實現對特定頻率信號的選擇。
????匹配??：
??????在射頻電路中，電容用于阻抗匹配，減少信號反射，提升傳輸效率。通過合理選擇電容值，可以使電路的輸入輸出阻抗與信號源或負載的阻抗相匹配，確保信號能夠高效地傳輸。

八、檢測識別

????電容器的故障：
??????無容量：并聯同規格電容器判斷好壞。
??????容量減小：并聯同規格電容器判斷好壞。
??????短路：電阻值為零。
??????漏電大：代換同規格電容器判斷好壞。
????燒機大法：
??????電路板斷電，使用外接電源(低于原電路電壓)2V或3V即可，接入懷疑電源電路，元器件發熱即可能損壞。

九、容抗

??電容在頻率越高時，阻抗越小，頻率低電阻抗越大。

??容抗公式：

????

??1、低通濾波電路

????低通濾波電路可以讓“低頻”的信號通過，衰減“高頻”的信號。
????低通濾波電路有以上作用是利用了電容充放電特性實現的。
????

????低通濾波可以簡單的認為：
??????設定一個頻率點，當信號頻率高于這個頻率時不能通過，在數字信號中，這個頻率點也就是截止頻率，當頻域高于這個截止頻率時，則全部賦值為0。因為在這一處理過程中，讓低頻信號全部通過，所以稱為低通濾波。
????相同頻率通過頻率點時會減弱，相關于乘以0.707倍。

??2、高通濾波電路

????高通濾波電路可以讓“高頻”的信號通過，衰減“低頻”的信號。
??

????高通濾波(high-pass filter) 是一種過濾方式，規則為高頻信號能正常通過，而低于設定臨界值的低頻信號則被阻隔、減弱。
????但是阻隔、減弱的幅度則會依據不同的頻率以及不同的濾波程序（目的）而改變。它有的時候也被叫做低頻去除過濾（low-cut filter）。高通濾波是低通濾波的對立。

十、電容公式

??1、基本定義式

????

??2、充放電公式

????

??3、RC電路（電阻 - 電容串聯電路）公式

????

??4、交流電路公式

????

??5、電容的串聯和并聯公式

????

十一、器件應用

??1、陶瓷電容應用于濾波

????

??2、鋁電解電容用于濾波

????

??3、鉭電解電容用于濾波

????

??4、LC濾波

????
????

??5、儲能電容1

????
????

??6、儲能電容2

????

??7、儲能電容3

????

??8、自舉電容

????????

??9、旁路電容

????

??10、震蕩電路

????

十二、其它

??電容作用理解參考：

????

??1、直流濾波：濾除紋波。
????電解電容：對地并聯的有極性電解電容。
??2、低頻耦合：隔直通低
????電解電容：信號通道中串聯的電解電容。
??3、高頻耦合：通高阻低
????無極性：信號通道中串聯的無極性（小容量）電容。
??4、高頻旁路：對地通高頻，保留低頻
????無極性：信號線對地并聯無極性電容器。
??5、并聯分流保護：開機瞬間保護
????無極性：元器件上并聯的無極性電容器。
??6、震蕩器定時：利用電容器的充放電特性。
????震蕩器對地或供電并聯無極性電容器。
??7、火花吸收：靜電吸收
????無極性：直流電對地并聯無極性電容器。
??8、交流降壓：根據容抗