一、技术理论

  1、电容定义

    两个相互靠近的金属析中间夹一层绝缘介质组成的器件，当两端存在电势差时，由于介质阻碍了电荷移动而累积在金属板上，衡量金属板上储存电荷的能力称为电容，相应的器件称为电阻器。
    电容的符号为C，单位为法拉F，电容越大，储存电荷的能力越强。

  2、定义式

    C=Q/U。C-电容，Q-电荷量，U-电势差。
    在电路学里，电势差1U下，电容器的储存电荷的能力，称为电容。

  3、单位换算

    法拉单位很大，通常使用毫法mF,微法uF,纳法nF,皮法pF。
    1法拉（F）= 10 ^ 3 毫法（mF）=10 ^ 6微法（μF）=10 ^ 9纳法（nF）=10 ^ 12皮法（pF）=10 ^15fF
    决定电容量单位的因素：
      间隔距离：距离越小容量越大。
      接触面积：面积越小容量越小。
      材 料：介质和金属材料

  4、电容作用

    电容的本质是充电与放电，在电路中起到阻直流通交流的作用。
    阻直流：只充电，不放电。充满后无法放电，断开状态。
    通交流：循环充电与放电。按交流信号频率循环充放电，导通状态。
    Note:
      电容内部有绝缘介质，内部不会导通，通交流是应用电容的充放电功能，从外部看，感觉导通了而已。
    电容充放电电流计算公式：I 带电量
      *I = (du/dt)C
    电压越高，充放电时间越短，电容越大，充放电电流越大，反之则充放电电流越小。

  5、电容特性

    充放电有个过程，电容两端电压不能突变，如果突变，将会产生很大的充放电电流，设计时需要避免，可以通过电阻，电感等器件进行限流。
    1、瞬间通电流（漏电）
    2、充放电（存储电荷）
    3、隔直流通交流
    4、对交流电的特殊阻碍作用：容抗（Ω） Xc = 1/(2πfc)(通高频，阻低频)（电容器是交流电的纯电阻）

二、组成结构

  电容是电子电路中存储电荷的核心元件，其结构主要由​​极板、介质、引线及封装​​四部分组成。
  

  1、极板（电极）​​

    极板是电容的​​导电核心部件​​，通常由高导电性金属（如铝、铜、银钯合金）制成，分为​​正极板​​与​​负极板​​（仅电解电容有极性区分）。极板的功能是存储电荷：当电容两端施加电压时，正极板积累正电荷，负极板积累负电荷，形成电场。

  ​​2、介质（绝缘层）​​

    介质是​​极板间的绝缘隔离材料​​，其作用是阻止极板间直接导通（避免短路），同时通过介电常数（ε）影响电容容量。介质的材料和厚度决定了电容的基本特性（如容量、耐压、频率响应）。

  3、引线（电极引出端）​​

    引线是​​连接极板与外部电路的导电部件​​，通常由铜线或金属带制成，负责将电容接入电路。

  4、封装（外壳与固定结构）​​

    封装是​​保护内部结构的外壳及固定组件​​，防止极板、介质受潮、震动或机械损伤，同时隔离外界电磁干扰。

三、器件特性

  1、电容两端电压不能突变

    电容两端电压不能突变，只要电容不充电或放电，电容两端的电压就不变。
    注意：电容两端的相对电压不能突变，但是两端的电压可以同时突变。
    

  2、电容的储能特性

    电容可以简单的理解成一个小电池。
    电容的充电速度与电容的大小以及充电电流有关。
    电容的充电时间常数 t=R*C.
      
      

    利用储能特性实现关断延时。
      

  3、ESR（Equivalent Series Resistance，等效串联电阻）

    ESR 是电容的一个重要参数，表示 ​​电容在电路中表现出的等效串联电阻​​。
    它会影响电容的性能，尤其是在​​高频、大电流或快速充放电​​的应用中。
    
    ESR 的单位：
      ESR 的单位通常是毫欧（mΩ）或欧姆（Ω）。
      陶瓷电容：ESR 很低（几毫欧到几十毫欧）。
      电解电容（如铝电解、钽电解）：ESR 较高（几十毫欧到几欧姆）。
      薄膜电容：ESR 较低（几毫欧到几十毫欧）。
      超级电容：ESR 较高（几毫欧到几百毫欧）。

四、器件种类

  

  1. 电解电容​​

    电解电容是有极性电容的代表，核心结构为​​金属箔（铝/钽）作为阳极​​，表面覆盖氧化膜（氧化铝/氧化钽）作为电介质，​​电解液（液体/固体聚合物）作为阴极​​。
    其最大特点是​​容量大​​（通常从几微法到数千微法，甚至更高），但​​有极性​​（必须区分正负极，反接会损坏），且​​高频损耗大​​（ESR较高）。
    常见细分类型：
      ​​铝电解电容​​：成本低、容量大，广泛应用于电源滤波、退耦（如开关电源的输出滤波）；
      ​​钽电解电容​​：体积小、稳定性好（漏电流小、温度特性佳），适用于精密电路（如手机、医疗设备的电源电路）。
    缺点：电解液易干涸（尤其是液体电解质的铝电解电容），寿命较短；耐压一般不高（常见几十伏到几百伏）。

  ​​2. 陶瓷电容​​

    以陶瓷材料为电介质，通过多层金属薄膜（如银钯）叠加而成（多层陶瓷电容，MLCC），是无极性电容的重要类型。
    其核心优势是​​高频特性好​​（ESR和 ESL 极低，适合GHz级电路）、​​稳定性高​​（容量随温度变化小）、​​容量范围广​​（从几皮法到微法级，如CC0805系列可做到0.1μF）。
    常见细分类型：
      I类陶瓷电容（如CC4、CT4系列）​​：
        温度系数小（±30ppm/℃以内），适用于高频谐振、滤波（如射频电路、时钟电路）；
      ​​II类陶瓷电容（如CL11、CL21系列）​​：
        容量较大（可达数百纳法），但温度系数稍大（±15%以内），适用于电源去耦、旁路（如数字电路的电源引脚）。
    缺点：容量一般不超过1μF（多层陶瓷电容可通过叠加增加容量，但仍小于电解电容）；高压陶瓷电容（如超过1000V）体积较大。

  3. 薄膜电容​​

    以塑料薄膜（如聚酯、聚丙烯、聚苯硫醚）为电介质，通过蒸镀金属电极制成，是无极性电容的另一大类。
    其核心优势是​​绝缘电阻高​​（可达10^12Ω以上）、​​损耗小​​（tanδ低，适合大电流场合）、​​耐压高​​（可达数千伏，如Y电容常用聚丙烯薄膜）、​​稳定性好​​（容量随温度、时间变化小）。
    常见细分类型：
      聚酯薄膜电容（如CL系列）​​：
        成本低、容量大（可达数千微法），适用于电机驱动、功率因数校正（PFC）电路；
      ​聚丙烯薄膜电容（如CBB系列）​​：
        高频损耗小（适合MHz级电路）、绝缘电阻高，适用于音频电路（如功放的前置放大级耦合）、精密测量仪器。
    缺点：体积较大（相同容量下比陶瓷电容大）；成本高于电解电容（尤其是高压大容量型号）。

  4. 可变电容​​

    容量可通过机械或电子方式调节，核心结构为​​两组极板​​（一组固定、一组可动），通过改变极板间距或重叠面积调整容量。
    常见类型：
      ​​机械可变电容​​：通过旋钮或滑动杆调节极板间距（如收音机的调谐电容），用于频率调谐（如收音机选台）；
      电子可变电容（如变容二极管）​​：
        通过改变反向偏压调节电容（如FM收音机的本振电路），适用于高频信号调谐。
        优点：容量可调范围大（可从几皮法到几百皮法）；
        缺点：机械结构易磨损（机械可变电容），高频损耗较大（电子可变电容）。

  5. 安规电容​​

    符合安全规范（如IEC 60384-14）的电容，主要用于​​抑制电磁干扰（EMI）​​，分为两类：
      X电容​​：跨接在电源火线（L）与零线（N）之间，用于抑制差模干扰（如开关电源的传导干扰）；
      ​​Y电容​​：跨接在电源火线/零线与地（PE）之间（成对出现，如Y1、Y2系列），用于抑制共模干扰（如雷电感应干扰）。
    核心优势是​​失效后不会导致电击​​（内部采用阻燃材料、短路保护等设计），适用于电源输入端的EMI滤波（如电脑电源、家电的电源接口）。

  6. 超级电容​​

    又称电化学电容，通过​​电极表面的双电层储能​​（物理储能，非化学反应），具有​​超大容量​​（可达数千法拉，是传统电解电容的数百倍）、​​快速充放电​​（几分钟即可充满）、​​长寿命​​（循环次数可达10万次以上）等特点。
    优点：能量密度高于传统电容（但仍低于电池）、功率密度高（适合短时大电流输出）、充放电效率高（可达90%以上）；
    缺点：电压低（单只通常不超过5V，需串联使用）、能量密度仍较低（约为电池的1/10）、成本高。
    适用于​​短时高功率输出场景​​，如相机闪光灯、电动车的辅助动力（起步时提供大电流）、UPS后备电源（停电时提供几分钟供电）。

  7. 独石电容​​

    又称多层陶瓷电容（MLCC），以陶瓷材料为电介质，通过多层金属薄膜叠加烧结而成，是无极性电容的重要分支。其核心优势是​​容量大​​（可达1μF以上）、​​稳定性高​​（温度系数小，±20%以内）、​​高频特性好​​（ESR低，适合MHz级电路）。
    优点：体积小（如0402封装的独石电容容量可达0.1μF）、适合自动化贴装（SMT工艺）、可靠性高（抗振动、抗冲击）；
    缺点：容量一般不超过10μF（更大容量需用电解电容），高压独石电容（如超过100V）体积较大。
    适用于​​谐振、旁路、耦合、滤波​​等场景，如手机的射频电路、计算机的主板电源滤波

五、器件选型

  1、安装方式

    插件（DIP）和贴片（SMD）
    陶瓷电容，铝电解电容，钽电解电容一般选择贴片的。
    安规电容一般是插件的。
    铝电解电容，减低成本，也有选择插件的。

  2、电容值

    电容的标称方法：
      直接标称：电解电容。 330uF
      字母数字混合标称：无极性。3p3=3.3pF 6n8 = 6.8nF
      倍率标称（单位为PF）：两位22=200pF ,三位333 = 33000pF = 33nF(末位是0的个数，单位是pF)
    根据电路，选择合适的电容值。
      确定方法：
      计算取值：晶体震荡电路，LC滤波电容等，可以通过计算取值。
      手册取值：设计电路时，参考手册应用电路，按建议取值。
      经验取值：滤波电容，储能电容等，一般凭经验取值，再根据实际情况进行调整。
    电容串联与并联：
    电容串联：耐压增大，容值减小。
      C = (C1*C2)/(C1+C2)
    电容并联：耐压不变，容值增大。
      C = C1+C2

  3、电容类型

    1、有极性（电解电容）：容量大 单位 UF
      a、单极性
      b、双极性
    2、无极性：容量小 单位nF,pF
      陶瓷电容器
      纸介电容器
      云母电容器
      玻璃釉电容器
      空心电容器
    3、根据电路，合理选择电容类型。
    按容值：
      一般小于10uF的优先选择陶瓷电容。
       小于几百uF的可以选择铝电解电容与钽电解电容。
      大于几百uF的一般选择铝电解电容。
    按环境温度：
      高温环境，一般选对陶瓷电容与钽电容，因为铝电解电容里面是电解液，高温环境对寿命影响较大。
      低温环境，都可以选对。

  4、耐压、封装

    根据电路，确定电容耐压值，再选择封装。封装越大，耐压越大。
    耐压方面，陶瓷电容较好，钽电解电容较差（要求耐压为承受电压的2倍）。
      例：给5V电源滤波，可以选择10uF/6.3V的陶瓷电容，100uF/6.3V的铝电解电容，也可以选用47uF/10V的B型钽电解电容。
    常用陶瓷电容封装：0402、0603、0805、1206等
    常用贴片铝电解电容封装：55、6.37.7等。
    常用钽电解电容封装：A型，B型，C型，D型，E型等。

  5、寿命

    钽电解电容较差，内部电解质受温度影响较大，但因为耐压可以，容值较大，价格便宜，使用较多，设计时避免靠近热源，不要在高温环境使用。

  6、其它方面

    价格：钽电容较贵，插件铝电解电容便宜，容值大的陶瓷也较贵，在满足需求的情况下，尽量选择低成本的。
    ESR：陶瓷电容与钽电解电容都较小，滤波效果好。铝电解电容可以通过并联容值较小的陶瓷电容降低ESR，提升滤波效果。

六、常用型号

  1、陶瓷电容

    陶瓷电容是最常用的电容类型之一，具有体积小、高频特性好、稳定性高、寿命长等优点，广泛应用于高频电路、电源去耦、信号耦合等场景。
       小容量(1pF - 1nF)：
        常用于高频电路的信号耦合、时钟电路、射频电路等，例如在射频（RF）电路中用于调谐和滤波，以确保信号的准确传输和处理。
      ​ 中等容量（1nF - 100nF）：​​
        主要用于电源去耦和旁路，可滤除电源中的高频噪声，保证电子设备的稳定运行。比如在电脑主板、手机等设备的电路板上大量使用，为集成电路提供稳定的电源环境。
      大容量（100nF - 10μF）​​：
        在一些对容量有一定要求，同时又需要较好高频特性的电源电路中使用，如部分数字电路的电源滤波。

  2、电解电容

    电解电容是以电解液为介质的电容器，分为铝电解电容、钽电解电容等，特点是容量大，但耐压相对不高，高频特性较差，常用于电源滤波、储能等。
    铝电解电容​​：
       容量范围通常从 ​​1μF 到数千 μF 甚至更大​​，常见容值有 10μF、100μF、470μF、1000μF 等。 一般耐压值有 6.3V、10V、16V、25V、50V 等。常用于开关电源的输出滤波、音响设备的电源滤波等，例如在电脑电源中，大容量的铝电解电容用于平滑直流输出，减少电压波动。
    ​​钽电解电容​​：
      容量范围一般在 ​​0.1μF 到 1000μF 之间​​，常见容值有 1μF、4.7μF、10μF、22μF 等。耐压值通常在 2V - 50V 之间。 钽电解电容具有体积小、性能稳定、寿命长等优点，常用于对稳定性和可靠性要求较高的电路，如手机、数码相机等便携式电子设备的电源电路。

  3、云母电容

    云母电容是以云母为介质的电容器，具有高稳定性、高精度、低损耗等优点，常用于高频振荡、滤波、耦合等对电容稳定性要求较高的电路。
     常用容值范围一般在 ​​1pF 到 0.1μF 之间​​，例如 5pF、10pF、22pF、47pF、100pF 等。 常用于高频电路，如无线电发射机、接收机中的调谐电路。

  4、薄膜电容

    薄膜电容是以塑料薄膜为介质的电容器，具有绝缘电阻高、介质损耗小、频率特性好等优点，常用于电力电子、音响设备、滤波等电路。
    常用容值范围较宽，从 ​​1nF 到数 μF 甚至更大​​，例如 10nF、100nF、1μF、10μF 等。 在音响设备中，薄膜电容可用于音频信号耦合和滤波，以提升音质；在电力电子设备中，可用于功率因数校正等。

  5、超级电容

    超级电容也叫电化学电容，具有超大容量、快速充放电、长寿命等优点，常用于短时大功率输出、能量存储和回收等场景。
    常用容值范围从 ​​几法拉（F）到数千法拉（F）​​，常见的有 1F、2.7F、5.5F、10F 等。 在电动汽车中用于制动能量回收和瞬间大电流输出；在太阳能发电系统中用于能量存储。

七、应用分类

  1、电源电路应用

    滤波​​：
      在电源电路里，整流后的电压存在较大的脉动成分（纹波）。
      电容与电源内阻等构成低通滤波器，针对脉动电压中的交流成分，电容不断进行充电和放电，让输出电压更平滑，直流成分顺利通过。
    ​​储能​​：
      电容能够储存电能，在需要时将储存的能量释放出来。

  2、信号处理应用

    ​​耦合​​：
      由于电容具有隔直流通交流的特性，它可作为耦合电容使用。
      在多级放大器、音频电路中，耦合电容能阻断直流分量（如放大器的静态工作点电压），仅让交流信号（如音频、射频信号）通过，确保各级电路独立工作，避免直流干扰。
    ​​旁路​​：
      旁路电容可为电路中的高频干扰信号提供低阻抗通路，将高频噪声分流至地，而不影响电路中其他部分的正常工作。
      在电路中并联一个小容量电容（如 0.1μF 陶瓷电容），能滤除高频干扰信号，提升信号完整性。

  3、定时与振荡应用

    定时​​：
      电容在充放电过程中，其电压或电流的变化遵循一定规律，利用这一特性，电容可与电阻等其他元件配合构成定时电路，实现对时间的控制。
    振荡​​：
      在振荡电路（如 RC 振荡器、LC 振荡器）中，电容与电阻或电感配合产生稳定的周期性信号，用于时钟电路（如电脑主板时钟）、信号发生器等。

  4、高频电路应用

    调谐​​：
      在高频电路（如收音机、电视、无线通信）中，电容与电感组成 LC 谐振电路，通过调整电容值改变谐振频率，实现对特定频率信号的选择。
    匹配​​：
      在射频电路中，电容用于阻抗匹配，减少信号反射，提升传输效率。通过合理选择电容值，可以使电路的输入输出阻抗与信号源或负载的阻抗相匹配，确保信号能够高效地传输。

八、检测识别

    电容器的故障：
      无容量：并联同规格电容器判断好坏。
      容量减小：并联同规格电容器判断好坏。
      短路：电阻值为零。
      漏电大：代换同规格电容器判断好坏。
    烧机大法：
      电路板断电，使用外接电源(低于原电路电压)2V或3V即可，接入怀疑电源电路，元器件发热即可能损坏。

九、容抗

  电容在频率越高时，阻抗越小，频率低电阻抗越大。

  容抗公式：

    

  1、低通滤波电路

    低通滤波电路可以让“低频”的信号通过，衰减“高频”的信号。
    低通滤波电路有以上作用是利用了电容充放电特性实现的。
    

    低通滤波可以简单的认为：
      设定一个频率点，当信号频率高于这个频率时不能通过，在数字信号中，这个频率点也就是截止频率，当频域高于这个截止频率时，则全部赋值为0。因为在这一处理过程中，让低频信号全部通过，所以称为低通滤波。
    相同频率通过频率点时会减弱，相关于乘以0.707倍。

  2、高通滤波电路

    高通滤波电路可以让“高频”的信号通过，衰减“低频”的信号。
  

    高通滤波(high-pass filter) 是一种过滤方式，规则为高频信号能正常通过，而低于设定临界值的低频信号则被阻隔、减弱。
    但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序（目的）而改变。它有的时候也被叫做低频去除过滤（low-cut filter）。高通滤波是低通滤波的对立。

十、电容公式

  1、基本定义式

    

  2、充放电公式

    

  3、RC电路（电阻 - 电容串联电路）公式

    

  4、交流电路公式

    

  5、电容的串联和并联公式

    

十一、器件应用

  1、陶瓷电容应用于滤波

    

  2、铝电解电容用于滤波

    

  3、钽电解电容用于滤波

    

  4、LC滤波

    
    

  5、储能电容1

    
    

  6、储能电容2

    

  7、储能电容3

    

  8、自举电容

        

  9、旁路电容

    

  10、震荡电路

    

十二、其它

  电容作用理解参考：

    

  1、直流滤波：滤除纹波。
    电解电容：对地并联的有极性电解电容。
  2、低频耦合：隔直通低
    电解电容：信号通道中串联的电解电容。
  3、高频耦合：通高阻低
    无极性：信号通道中串联的无极性（小容量）电容。
  4、高频旁路：对地通高频，保留低频
    无极性：信号线对地并联无极性电容器。
  5、并联分流保护：开机瞬间保护
    无极性：元器件上并联的无极性电容器。
  6、震荡器定时：利用电容器的充放电特性。
    震荡器对地或供电并联无极性电容器。
  7、火花吸收：静电吸收
    无极性：直流电对地并联无极性电容器。
  8、交流降压：根据容抗