電子基礎(chǔ)知識(shí)-電容

一、常見電容器

01留電容

鋰電容是一種體積小而又能達(dá)到較大電容值的產(chǎn)品，是1956年由美國貝爾

實(shí)驗(yàn)室首先研制成功的，性能優(yōu)異。鋁電容器外形多種多樣，往往會(huì)制成適于表

面貼裝的小型和片型元件。其不僅在軍事通訊、航天等領(lǐng)域應(yīng)用，而且留電容的

應(yīng)用范圍還在向工業(yè)控制、影視設(shè)備和通訊儀表等產(chǎn)品中擴(kuò)展。

鋰電容

02燈具電容

燈具電容器是以高純電子鋁箔為極板，以電容器紙、氧化鋁為介質(zhì)卷制而成,

采用非固體電解質(zhì)、金屬外殼，引出端為雙焊片式或引線式，用于單相交流電動(dòng)

機(jī)（50Hz或60Hz）的啟動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)在較低的啟動(dòng)電流下能夠獲得較高的轉(zhuǎn)矩。

它具有電氣性能優(yōu)良和質(zhì)量穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。

燈具電容

03MKPH電容

由Ducatienergia公司研發(fā)的鍍有特殊金屬成分的聚丙烯膜PPMhMKPh,

它的目的是支持自愈性能并減少介質(zhì)損耗。相較于現(xiàn)在的其他紙介質(zhì)及氣體絕緣

的電容器，PPMh電容器以它優(yōu)越的過載能力和長壽命成為功率因數(shù)補(bǔ)償系統(tǒng)新

的目標(biāo)。

MKPH電容

04PEI電容

PEI電容是用兩片金屬箔做電極，夾在極薄絕緣介質(zhì)中，卷成圓柱形或者扁

柱形芯子，介質(zhì)是滌綸，也稱為滌綸薄膜電容、滌綸電容，其介電常數(shù)較高，體

積小，容量大，穩(wěn)定性較好，適宜做旁路電容。

PEI電容

05貼片鋁電容

貼片鋁電容與陶瓷電容相比，其表面均有電容容量和耐壓標(biāo)識(shí)，其表面顏色

通常有黃色和黑色兩種。譬如100T6即表示容量lOOuF,耐壓16V。貼片式鋁

電解電容擁有比貼片式留電容更大的容量，多見于顯卡上，容量在300uF~1500

□F之間，其主要用于滿足電流低頻的濾波和穩(wěn)壓作用。

貼片鋁電容

06貼片式陶瓷電容

貼片式陶瓷電容無極性，容量也很?。╬F級(jí)），一般可以耐很高的溫度和

電壓，常用于高頻濾波。陶瓷電容看起來有點(diǎn)像貼片電阻（因此有時(shí)候我們也稱

之為“貼片電容"），但貼片電容上沒有代表容量大小的數(shù)字。

貼片式陶瓷電容

07自愈式并聯(lián)電容器

自愈式并聯(lián)電容器通俗地講，就是當(dāng)電容器的絕緣介質(zhì)被擊穿時(shí)，絕緣介質(zhì)

因熱溶現(xiàn)象又恢復(fù)到絕緣狀態(tài)的電容器，但電容值將隨擊穿次數(shù)的增加而降低,

損耗值將增大。典型的有CBB系列、CBL系列電容器。

08電解電容器

電解電容器的內(nèi)部有儲(chǔ)存電荷的電解質(zhì)材料，分正、負(fù)極性，類似于電池,

不可接反。正極為粘有氧化膜的金屬基板，負(fù)極通過金屬極板與電解質(zhì)（固體或

非固體）相連接。

*

*

*

電解電容

二、電容介紹

如果將一個(gè)電路比作馬路的話，電荷的移動(dòng)就好像車流一樣。

0004

電子在導(dǎo)體的內(nèi)部移動(dòng)車輛在道路上行駛

〈阻抗是崎嶇的道路》

道路凹凸不平的情況下，車的行駛速度雖然會(huì)減慢但還是會(huì)向目的地前進(jìn)。

在電路中，阻抗會(huì)產(chǎn)生熱并發(fā)生能耗（焦耳電）。

電子陽抗的移動(dòng)（電流流動(dòng)產(chǎn)生的

崎嶇的道路上行駛車輛的速度陽抗）產(chǎn)生熱，發(fā)生能耗。

會(huì)降低

〈電源（電池）是負(fù)載著電位差的裝置〉

電源是在兩端連接負(fù)載著E[V]電位差的裝置。這與汽車?yán)秒娞?，自?dòng)地

向高為t[m]的位置移動(dòng)是一個(gè)道理。

E[V]的電源（電池）O

根據(jù)電源，電子的E[V]位苴提高。

利用電梯等將車向高處運(yùn)送.

那么電容器是什么？接著就來說一說當(dāng)電源裝上電容器后的情況。

〈電容器是停車場》

電容器能夠儲(chǔ)蓄電荷。將電路比作成道路的話，電容器就好比停車場。電路

正端和負(fù)端必定儲(chǔ)蓄著相同的電荷數(shù)。

00

+q[C]

-q【c]

00

使用電源，可以使電荷聚集并儲(chǔ)存在電容里..

〈電容有儲(chǔ)存電荷的能力》

電容器能儲(chǔ)存多少的電荷的標(biāo)準(zhǔn)叫做電容值，電容值由（1）式所示。

由（1）式可知，①電極面積S擴(kuò)大②電極間的距離縮短③使用誘電率高

的材料，可增大容值。

c=4（1）

即號(hào)=上-。

殳

C：電容值

￡,：相對(duì)介電常數(shù)

￡.成應(yīng)由摩

%:患空中的熱應(yīng)電率

S：電極面積

d：電極間質(zhì)離

電容的單位是SI單位系的F（法拉）。將IV電壓（電位差）給予某導(dǎo)體,

儲(chǔ)存1C（庫倫）的電荷時(shí)，電容值為1F。

〈電容器的工作〉

電容器儲(chǔ)存的電荷在開關(guān)S1為OFF,S2為ON的時(shí)候，向負(fù)載電流流動(dòng)。

打開si,一段時(shí)間之后，電容器儲(chǔ)存了關(guān)閉S1并打開S2時(shí)，電容器將存儲(chǔ)的的電

電荷量為q.荷在電路中流動(dòng),H到用盡.

根據(jù)電容的狀態(tài)，電源電壓不穩(wěn)定的情況下，穩(wěn)定的電燈發(fā)光。

沒有電容器的話，小電燈一會(huì)兒發(fā)出強(qiáng)光一會(huì)兒發(fā)出弱光，無法穩(wěn)定下來.

電源電壓不穩(wěn)定的情況下…

小燈泡從電源和電容那里得到能源，便可發(fā)出穩(wěn)定的光亮.

〈電容阻斷直流電，僅可通交流電＞

電容不可通直流電，如果重復(fù)充電、放電，在電容中將會(huì)反復(fù)流動(dòng)充電電流

和放電電流。這種現(xiàn)象可通過電容的外觀觀察電流是否流經(jīng)電容。

通交流電的時(shí)候，從電極的側(cè)面看，+和-發(fā)生變化.電容本身沒有電流流動(dòng),

從外表*看,好像電容中有電流的流動(dòng)一樣.

由于這些特征，使得電路中用到許多的電容。配合它的用途，選擇適合的產(chǎn)

品是有必要的。

:?電容器是什么?

摩擦一下塑料板，就能吸起頭發(fā)來,這是由于摩擦產(chǎn)生了正電荷與負(fù)電荷.他們互

相吸引造成的C這就是電容器的基本原理不過，由電子部件組成的電容器不是靠

摩擦，而是靠施加電壓使其帶電（充電）。

電容器儲(chǔ)存電荷的能力稱作靜電容量。電極面積越大或電極間距閽越短，則靜電

容量越大，另外，根據(jù)電極板間的絕緣體（空翅或電介質(zhì)等）性質(zhì)不同，靜電容量也

會(huì)有很大的不同,用來表示這種關(guān)系的是相對(duì)電容率.

?各種電介質(zhì)與其相對(duì)電容率

■電極面積越大睜電容量越大.

?相對(duì)電容率越高稱電容量越大.

?電極間距圈越超靜電容量越大“

■電白flbtt大.使用電容率高的電介

儺儲(chǔ)存的電荷就越多.質(zhì)會(huì)場加u電容餐.

電容器的基本性質(zhì)

電容器本來是作為儲(chǔ)存電（電荷）的蓄電器而產(chǎn)生的，在日本從凝聚電荷的觀點(diǎn)被

稱作condenser,但在講英語的國家被稱作capacitor,我們苜先了解一下電

容器的兩個(gè)基本性質(zhì)吧。

:①儲(chǔ)存電荷

電+

蒂電（充電）的過程中，e

導(dǎo)線里出附有電流流動(dòng).0

時(shí)間

充電

電+

一直沆

流

電

〒

源時(shí)間

董電（充電）結(jié)束后,

電流便停止流動(dòng).

:②不使直流電流通過,而使交流電流通過

電容器不使直流電流通過,但是，接通交流電源,兩張相對(duì)的電極板便開始交互反

復(fù)充電，電場方向也隨之反轉(zhuǎn)，這被看做交流電流在電介質(zhì)中流動(dòng)。

這可以著作交波電流

在電介展中流動(dòng).

（輒作位移電流）

:?在電路中電容器的作用

電容器的基本性質(zhì)是：儲(chǔ)存電荷，不使直流電流通過而使交流電流通過,這一特

點(diǎn)以各種形式被應(yīng)用在日常使用的電子產(chǎn)品的電路中。

使電壓變動(dòng)變得平滑

?在AC適配器中平滑電路的作用O

橋式一極管平滑電帕電容器

將播曉的

輸入DCIOOV

檢出交流電流(AC)粘

換成直流.9C)

電沆給電子產(chǎn)品

的內(nèi)部電池充電.

電壓轉(zhuǎn)換整流

充電放電

將電容器接好后.變成了

送是由于電容器反復(fù)進(jìn)行充放電.轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)

電壓的結(jié)果.m

耦合阻斷直流電流僅讓信號(hào)成分（交流電流）通過

直流成分?交流成分

交流成分

WW

曰于電白器不使直流電流通過

而只使交流電流通過.所以用

費(fèi)于電路塊的獨(dú)立與情合.

去耦對(duì)頻率高的噪聲成分起到旁路作用

去藕電容器

還雒起到向IC統(tǒng)間供應(yīng)電流,抑制

（旁路電容器）電源電壓變動(dòng)的作用.

唉聲成分

，而?

按電祥放嚎聲電流

1

重要電容i?使驕率感高的交流電漉?容曷通過.電容端的靜電容?越大越容易使交流電流通過?

刪郴林.WWlrZV\/1'-lA/V/

超是商翔通過處股利.不讓低翔電流通過，使齡電容?大的電流通過?

:?各種電容器

電容器與電抗器、線圖一起，被稱三大被動(dòng)電子部件。其中，電容器迄今為止已開

發(fā)出了各種類型,電容器按照外觀可以分為帶導(dǎo)線型電容器和無導(dǎo)線的SMD（表

面安裝部件）型電容器。積層陶瓷貼片電容器為電子產(chǎn)品的小型化作出了很大貢

獻(xiàn)，成為現(xiàn)代電容器的主流，

云母電容器是由云母薄片和電極板疊置起來構(gòu)成的。紙質(zhì)電容器是由絕緣紙與金

屬箔卷成卷狀構(gòu)成的.

由于沒有巧城,所以很緊

凄.節(jié)修空間.

SMD（表面安裝部件）型

?SMDS2的電解電容器■積層陶瓷貼片電容器

鋁電解電容器鋰電解電容器當(dāng)今世界使用的電容器的80%

就是我們.

各種電容器的靜電容量與頻帶

電容器最基本的特性是群電容量。積層陶鎏貼片電容器雖然小型卻覆蓋了廣泛的

靜電容量范圍“

:各種電容器的靜電容?范圍

IpFIOpFlOOpFlOCCpF

II

0.001pF0.01yFO.lyFIpFICpFlOOpFICOOpFlOCCOpF

積層陶瓷電容器

,,還有相當(dāng)于電

觸電容器的大

容■電容舉.

V鋁電解電容署

鋰電案電容器

薄胺電容器

靜電容■的單位來自法拉第,記作

F笈常見到的電容資的靜

(farad).通常使用pF(礴=1。7)、

電容短范網(wǎng)就是這樣.

pF(?M^=IO,JF).

在低頻域和高頻域，使用的電容器是不相同的。

:按頻率使用不同電容器

100>t10k100kIMICM)00MIGI0G

低頻贖率(HZ)高頻

:?陶瓷電容器的特性/類型

通用陶瓷電容器大致可以分為低電容率系列（種類I）和高電容率系列（種類n）

兩類，根據(jù)溫度特性還可以進(jìn)一步細(xì)分溫度特性由EIA規(guī)格與」IS規(guī)格等制定。

這里將其中一例整理成下表..

:根據(jù)電介質(zhì)種類的類型與溫度特性

低電容率系列（種類I）高電容率系列（種類II）

電介質(zhì)：氧化鈦系列等電介質(zhì)：鈦酸領(lǐng)系列

?低電容率系列（肺類I）的符號(hào)與特性例?高電容率系列《種類口）的符號(hào)與特性例

康格特憧野度范加咨量變化率

CH-2575(0±6Gppm/x:

-2S-85T-7S0±120ppm/r

20-8ss350-1003ppm/r

-55~125t0±30ppm/r

L……由溫度引起的容量變化小。

……由于電容率低.

不能具有太大容量，

....由于電容率高.能夠具有大容量.

……由溫度弓I起的容?變化大C

平清電路

高頻電路超I臺(tái)電路

龍波器電需去情電路

-50-C+20P+100'C溫度

CH里電切器的靜電容，具有F特性的電容器的靜電容

一點(diǎn)都沒再變化??隨溫度變化而降低，

?電子產(chǎn)品與電容器①數(shù)字電視

2011年日本的所有電視廣播將采用數(shù)字方式液晶電視、等離子電視中為了實(shí)現(xiàn)

薄型化、輕量化而采用很多積層陶連貼片電容器

：數(shù)字電視的基本電路結(jié)構(gòu)

DC輸入DC輸出電升壓

S

根第片人的直涌電洪.

來調(diào)節(jié)電壓高低.

作為I次、2次平滑用電容器,采用

高容量型積層陶瓷貼片電容器和蓋

板(MEGACAP)等.

：用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的電容器

平滑電路

■DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路例向二極管的

■高/大容?積層陶瓷貼片電容器

波奴(線波狀的

電壓變劭)、

高^嗦出成分

平燒的真流

緩沖電路

■中/高加11電容器

中/高耐壓現(xiàn)沖電路用于在電流的導(dǎo)通/鼓止等引起了急速電壓上升時(shí)抑制由此產(chǎn)

電用電容需生尖峰嚎聲供護(hù)轉(zhuǎn)換元件等.將電容器(C)與電ia(R)串聯(lián)在一超的電路

稱作CR緩冷器.

:將電容器與電抗器組合形成的電路元件

濾波電路

電容器難以使直流電流或低頻交流電流通過，交流電流越是高頻越容易通過。濾波

電路就利用了這一特點(diǎn)(將線圈與電容器組合在一起的濾波電路稱為LC濾波器八

低通濾波器(LPF)|離通說造IB(HPF)

除人T卜中看出

里斷衽用成分.

僅讓高相成分通過并輸出.

:積層陶瓷貼片電容器的小型化趨勢(shì)

在手機(jī)等移動(dòng)產(chǎn)品上采用很多積層陶姿貼片電容器現(xiàn)在的主流尺寸為1005

(1.0x0.5mm),但已開始采用0603尺寸(0.6x0.3mm)和超小型0402尺寸

(0.4x0.2mm)o

:電容器組件

電容器蛆件

CKCI

（2個(gè)元件）

電容器組件

CKCA

（4個(gè)元件）

:低ESL3端子貫通電容器

移動(dòng)產(chǎn)品需要解決的噪聲對(duì)策

3端子貫通電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與從前不同，是低ESL電容器在移動(dòng)產(chǎn)品的噪聲對(duì)

策方面發(fā)揮威力。

?低ESL3拂子貫通電容器

通電用內(nèi)部電極

與接地用內(nèi)部電

噱聲

圾通過電介質(zhì)。

加在一起的部分

就是電行照.

?電用內(nèi)部電極

電流

電介質(zhì)

嚎聲

采用貫通結(jié)構(gòu).電容^與耀地面的

距離就嬉短而使ESL變小.由此簸

接地用

夠熱捧很多噪聲.

內(nèi)部電極

通電用內(nèi)部電極與接地用內(nèi)部有關(guān)ESL,在18頁有解說.

電極交互層??

：ESR、ESUE什么？

在高蹂域，電容器的內(nèi)部電極、端子電極等所帶的電阻成分(ESR)、電感成分

(ESL)的影響很明顯

ESR:等效串聯(lián)電阻(EquivolentSeriesResistance)

ESL:等效串聯(lián)電感(EquivalentSeriesInductance)

電容器在電路但用等效電路表示為

5妓部件里痞行坡電感.

圖中表示為

其ESL大于貼片電容甥

的ESL因此不適于高頻.

由于ESI的阻衡.

發(fā)生反射信號(hào)電

流等現(xiàn)般.

：電腦的CPU里也裝載了低ESL電容器

作為電腦指揮部的半導(dǎo)體即CPU的電源里面，也采用低ESL電容器：這是為了

快速供給CPU的工作所需的電力。

CPU進(jìn)行高速計(jì)算需要消耗很

大電力.利用儲(chǔ)存在電容器的

能量，能夠快速地給CPU補(bǔ)充

電力.

三、電容器在不同電路中的名稱意義

電容器在電子電路中幾乎是不可缺少的儲(chǔ)能元件，它具有隔斷直流、連通交

流、阻止低頻的特性，廣泛應(yīng)用在耦合、隔直、旁路、濾波、調(diào)諧、能量轉(zhuǎn)換和

自動(dòng)控制等電路中，熟悉電容器在不同電路中的名稱意義，有助于我們讀懂電子

電路圖。

1.濾波電容

它接在直流電源的正、負(fù)極之間，以濾除直流電源中不需要的交流成分，使

直流電平滑。一般常采用大容量的電解電容器，也可以在電路中同時(shí)并接其他類

型的小容量電容以濾除高頻交流電。

2.退耦電容

并接于放大電路的電源正負(fù)極之間，防止由電源內(nèi)阻形成的正反饋而引起的

寄生振蕩。

3.旁路電容

在交、直流信號(hào)的電路中，將電容并接在電阻兩端或由電路的某點(diǎn)跨接到公

共電位上，為交流信號(hào)或脈沖信號(hào)設(shè)置一條通路，避免交流信號(hào)成分因通過電阻

產(chǎn)生壓降衰減。

4.耦合電容

在交流信號(hào)處理電路中，用于連接信號(hào)源和信號(hào)處理電路或者作兩放大器的

級(jí)間連接，用以隔斷直流，讓交流信號(hào)或脈沖信號(hào)通過，使前后級(jí)放大電路的直

流工作點(diǎn)互不影響。

5.調(diào)諧電容

連接在諧振電路的振蕩線圈兩端，起到選擇振蕩頻率的作用。

6.襯墊電容

是與諧振電路主電容串聯(lián)的輔助性電容，調(diào)整它可使振蕩信號(hào)頻率范圍變小,

并能顯著地提高低頻端的振蕩頻率。

適當(dāng)?shù)剡x定襯墊電容的容量，可以將低端頻率曲線向上提升，接近于理想頻

率跟蹤曲線。

7.補(bǔ)償電容

它是與諧振電路主電容并聯(lián)的輔助性電容，調(diào)整該電容能使振蕩信號(hào)頻率范

圍擴(kuò)大。

8.中和電容

并接在三極管放大器的基極與發(fā)射極之間，構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，以抑制三極管

極間電容造成的自激振蕩。

9.穩(wěn)頻電容

在振蕩電路中，起穩(wěn)定振蕩頻率的作用。

10.定時(shí)電容

在RC時(shí)間常數(shù)電路中與電阻R串聯(lián)，共同決定充放電時(shí)間長短的電容。

11.加速電容

接在振蕩器反饋電路中，使正反饋過程加速，提高振蕩信號(hào)的幅度。

12.縮短電容

在UHF高頻頭電路中，為了縮短振蕩電感器長度而串接的電容。

13.克拉潑電容

在電容三點(diǎn)式振蕩電路中，與電感振蕩線圈串聯(lián)的電容，起到消除晶體管結(jié)

電容對(duì)頻率穩(wěn)定性影響的作用。

14.錫拉電容

在電容三點(diǎn)式振蕩電路中，與電感振蕩線圈兩端并聯(lián)的電容，起到消除晶體

管結(jié)電容的影響，使振蕩器在高頻端容易起振。

15.穩(wěn)幅電容

在鑒頻器中，用于穩(wěn)定輸出信號(hào)的幅度。

16.預(yù)加重電容

為了避免音頻調(diào)制信號(hào)在處理過程中造成對(duì)分頻量衰減和丟失，而設(shè)置的

RC高頻分量提升網(wǎng)絡(luò)電容。

17.去加重電容

為恢復(fù)原伴音信號(hào)，要求對(duì)音頻信號(hào)中經(jīng)預(yù)加重所提升的高頻分量和噪聲一

起衰減掉，設(shè)置在RC網(wǎng)絡(luò)中的電容。

18.移相電容

用于改變交流信號(hào)相位的電容。

19.反饋電容

跨接于放大器的輸入與輸出端之間，使輸出信號(hào)回輸?shù)捷斎攵说碾娙荨?/p>

20.降壓限流電容

串聯(lián)在交流電回路中，利用電容對(duì)交流電的容抗特性，對(duì)交流電進(jìn)行限流,

從而構(gòu)成分壓電路。

21.逆程電容

用于行掃描輸出電路，并接在行輸出管的集電極與發(fā)射極之間，以產(chǎn)生高壓

行掃描鋸齒波逆程脈沖，其耐壓一般在1500V以上。

22.校正電容

串接在偏轉(zhuǎn)線圈回路中，用于校正顯像管邊緣的延伸線性失真。

23.自舉升壓電容

利用電容器的充、放電儲(chǔ)能特性提升電路某點(diǎn)的電位，使該點(diǎn)電位達(dá)到供電

端電壓值的2倍。

24.消亮點(diǎn)電容

設(shè)置在視放電路中，用于關(guān)機(jī)時(shí)消除顯像管上殘余亮點(diǎn)的電容。

25.軟啟動(dòng)電容

一般接在開關(guān)電源的開關(guān)管基極上，防止在開啟電源時(shí)，過大的浪涌電流或

過高的峰值電壓加到開關(guān)管基極上，導(dǎo)致開關(guān)管損壞。

26.啟動(dòng)電容

串接在單相電動(dòng)機(jī)的副繞組上，為電動(dòng)機(jī)提供啟動(dòng)移相交流電壓，在電動(dòng)機(jī)

正常運(yùn)轉(zhuǎn)后與副繞組斷開。

27.運(yùn)轉(zhuǎn)電容

與單相電動(dòng)機(jī)的副繞組串聯(lián)，為電動(dòng)機(jī)副繞組提供移相交流電流，在電動(dòng)機(jī)

正常運(yùn)行時(shí)，與副繞組保持串接。

四、電容篇

一直有個(gè)疑惑：電容感抗是1/jwC,大電容C大，高頻時(shí)w也大，阻抗應(yīng)該

很小，不是更適合濾除高頻信號(hào)？然而事實(shí)卻是：大電容濾除低頻信號(hào)。

今天找到解答如下：一般的10pF左右的電容用來濾除高頻的干擾信號(hào)，

0.1UF左右的用來濾除低頻的紋波干擾，還可以起到穩(wěn)壓的作用。

01濾波電容

濾波電容具體選擇什么容值要取決于你PCB上主要的工作頻率和可能對(duì)系

統(tǒng)造成影響的諧波頻率，可以查一下相關(guān)廠商的電容資料或者參考廠商提供的資

料庫軟件，根據(jù)具體的需要選擇。

至于個(gè)數(shù)就不一定了，看你的具體需要了，多加一兩個(gè)也挺好的，暫時(shí)沒用

的可以先不貼，根據(jù)實(shí)際的調(diào)試情況再選擇容值。

如果PCB上主要工作頻率比較低的話，加兩個(gè)電容就可以了，一個(gè)慮除紋波，

一個(gè)慮除高頻信號(hào)，如果會(huì)出現(xiàn)比較大的瞬時(shí)電流，建議再加一個(gè)比較大的鋰電

容。

去耦和旁路

其實(shí)濾波應(yīng)該也包含兩個(gè)方面，也就是各位所說的大容值和小容值的，就是

去耦和旁路。

原理就不說了，說點(diǎn)實(shí)用點(diǎn)的，一般數(shù)字電路去耦O.luF即可，用于10M

以下；20M以上用1到10個(gè)uF,去除高頻噪聲好些，大概按C=l/fo

旁路一般就比較的小了，一般根據(jù)諧振頻率一般為0.1或0.OluFo

說到電容，各種各樣的叫法就會(huì)讓人頭暈?zāi)垦?，旁路電容、去耦電容、濾波

電容等等。

其實(shí)無論如何稱呼，它的原理都是一樣的，即利用對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)低阻抗的

特性，這一點(diǎn)可以通過電容的等效阻抗公式看出來：

Xcap=l/2JifC

工作頻率越高，電容值越大則電容的阻抗越小。

在電路中，如果電容起的主要作用是給交流信號(hào)提供低阻抗的通路，就稱為

旁路電容。

如果主要是為了增加電源和地的交流耦合，減少交流信號(hào)對(duì)電源的影響，就

可以稱為去耦電容。

如果用于濾波電路中，那么又可以稱為濾波電容。

除此以外，對(duì)于直流電壓，電容器還可作為電路儲(chǔ)能，利用沖放電起到電池

的作用。

而實(shí)際情況中，往往電容的作用是多方面的，我們大可不必花太多的心思考

慮如何定義，本文里，我們統(tǒng)一把這些應(yīng)用于高速PCB設(shè)計(jì)中的電容都稱為旁路

電容。

諧振頻率

電容的本質(zhì)是通交流，隔直流，理論上說電源濾波用電容越大越好。

但由于引線和PCB布線原因，實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路，還有電

容本身的電阻，有時(shí)也不可忽略，這就引入了諧振頻率的概念：

<o=l/(LC)l/2

在諧振頻率以下電容呈容性，諧振頻率以上電容呈感性，因而一般大電容濾

低頻波，小電容濾高頻波。

這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高，至

于到底用多大的電容，這是一個(gè)參考。

電容值DIP(MHz)STM(MHz)

l.OpF2.55

O.lpF816

O.OlpF2550

lOOOpF80160

100pF250500

10gf8001.6(GHz)

電容諧振頻率

不過僅僅是參考而已，用老工程師的話說一一主要靠經(jīng)驗(yàn)。

更可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián)，一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,

以獲得更大的濾波頻段。

一般來講，大電容濾除低頻波，小電容濾除高頻波，電容值和你要濾除頻率

的平方成反比。

具體電容的選擇可以用公式：

C=4Pi*Pi/（R*f*f）

電源濾波電容如何選取，掌握其精髓與方法，其實(shí)也不難。

02濾波電容如何選取

理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少（1/jwc）,但由于電容兩端

引腳的電感效應(yīng)，這時(shí)電容應(yīng)該看成是一個(gè)LC串連諧振電路，自諧振頻率即器

件的FSR參數(shù)。

這表示頻率大于FSR值時(shí)，電容變成了一個(gè)電感，如果電容對(duì)地濾波，當(dāng)頻

率超出FSR后，對(duì)干擾的抑制就大打折扣，所以需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地,

可以想想為什么？

原因在于小電容，SFR值大，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路，所以在電源

濾波電路中我們常常這樣理解：大電容慮低頻，小電容慮高頻。

根本的原因在于SFR（自諧振頻率）值不同，當(dāng)然也可以想想為什么？如果

從這個(gè)角度想，也就可以理解為什么電源濾波中電容對(duì)地腳為什么要盡可能靠近

地了。

那么在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，我們常常會(huì)有疑問，怎么知道電容的SFR是多少？就

算知道SFR值，如何選取不同SFR值的電容值呢？是選取一個(gè)電容還是兩個(gè)電

容？

電容的SFR值和電容值有關(guān)，和電容的引腳電感有關(guān)，所以相同容值的0402、

0603,或直插式電容的SFR值也不會(huì)相同。

當(dāng)然獲取SFR值的途徑有兩個(gè)：器件Datasheet,如22pf0402電容的SFR

值在2G左右；或者通過網(wǎng)絡(luò)分析儀直接量測其自諧振頻率，想想如何量測？

知道了電容的SFR值后，用軟件仿真，如RFsim99,選一個(gè)或兩個(gè)電路在于

你所供電電路的工作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比。

仿真完后，那就是實(shí)際電路試驗(yàn)，如調(diào)試手機(jī)接收靈敏度時(shí)，LNA的電源濾

波是關(guān)鍵，好的電源濾波往往可以改善幾個(gè)dB。

說的通俗一點(diǎn)，把電容當(dāng)作一個(gè)正在漏水的杯子，把交流電的峰值到來時(shí)看

作給杯子加水，在漏水量相等的情況下，那么加水次數(shù)的頻率高就多用小點(diǎn)的杯

子，這樣就能保準(zhǔn)水位是高的。

相反，在加水次數(shù)低頻下杯子小了，沒等第二次來水時(shí)杯中的水位已經(jīng)下降

好多了，所以要用大的水杯來緩和因漏水造成的水位下降。

因?yàn)榇箅娙萦捎谌萘看?，所以體積一般也比較大，且通常使用多層卷繞的方

式制作，這就導(dǎo)致了大電容的分布電感比較大，也叫等效串聯(lián)電感，英文簡稱

ESLo

大電容并小電容的方式

大家知道，電感對(duì)高頻信號(hào)的阻抗是很大的，所以，大電容的高頻性能不好。

而一些小容量電容則剛剛相反，由于容量小，因此體積可以做得很小(縮短

了引線，就減小了ESL,因?yàn)橐欢螌?dǎo)線也可以看成是一個(gè)電感的)。

而且常使用平板電容的結(jié)構(gòu)，這樣小容量電容就有很小的ESL,這樣它就具

有了很好的高頻性能，但由于容量小的緣故，對(duì)低頻信號(hào)的阻抗大。

所以，如果我們?yōu)榱俗尩皖l、高頻信號(hào)都可以很好的通過，就采用一個(gè)大電

容再并上一個(gè)小電容的方式。

常使用的小電容為0.luF的瓷片電容，當(dāng)頻率更高時(shí)，還可并聯(lián)更小的電容,

例如幾pF^幾百pF的。

而在數(shù)字電路中，一般要給每個(gè)芯片的電源引腳上并聯(lián)一個(gè)0.luF的電容到

地，這電容叫做去耦電容。

當(dāng)然也可以理解為電源濾波電容，它越靠近芯片的位置越好，因?yàn)樵谶@些地

方的信號(hào)主要是高頻信號(hào)，使用較小的電容濾波就可以了。

電容的串并聯(lián)容量公式

串聯(lián)公式：

C=C1*C2/(C1+C2)

并聯(lián)公式：

C=C1+C2+C3

補(bǔ)充部分：

串聯(lián)分壓比VI=C2/(C1+C2)*V.......電容越大分得電壓越小，交流

直流條件下均如此。

并聯(lián)分流比II=C1/(C1+C2)*I.......電容越大通過的電流越大，當(dāng)

然，這是交流條件下一個(gè)大的電容上并聯(lián)一個(gè)小電容。

03總結(jié)

理想的電容，其阻抗隨頻率升高而變小(R=l/jwc),但理想的電容是不存

在的。

由于電容引腳的分布電感效應(yīng)，在高頻段電容不再是一個(gè)單純的電容，更應(yīng)

該把它看成一個(gè)電容和電感的串聯(lián)高頻等效電路。

當(dāng)頻率高于其諧振頻率時(shí)，阻抗表現(xiàn)出隨頻率升高而升高的特性，這就是電

感特性，這時(shí)電容就好比一個(gè)電感了，相反電感也有同樣的特性。

大電容并聯(lián)小電容在電源濾波中非常廣泛的用到，根本原因就在于電容的自

諧振特性。

大小電容搭配可以很好的抑制低頻到高頻的電源干擾信號(hào)，小電容濾高頻

（自諧振頻率高），大電容濾低頻（自諧振頻率低），兩者互為補(bǔ)充。

五、電容器大致用于以下三種用途。

01儲(chǔ)能用途

利用了電池功能。電源瞬斷或IC驅(qū)動(dòng)速度急速上升引起負(fù)載電流變大時(shí)，

電源的線電壓下降，可能會(huì)導(dǎo)致IC故障。為防止發(fā)生故障，向IC側(cè)提供電容器

在電源線正常時(shí)儲(chǔ)蓄的電荷，暫時(shí)維持電源線電壓。

02去耦用途

1111

++

JA\JA\JA\JA\JA\JA\

ol--------------0

利用了交流電流通特性。為提供穩(wěn)定的直流電壓，去除重疊于電源線的外部

感應(yīng)性噪聲及高速電路驅(qū)動(dòng)引發(fā)的高頻噪聲。用于一般的電源電路。

03耦合用途

++

AAAAA/V

。1~~---olAAAAAA

去除前段電路的直流偏置電壓，只向后段電路傳遞交流信號(hào)電壓。一般用于

音頻電路。

六、電容在電路中各種基本常識(shí)

電壓源正負(fù)端接了一個(gè)電容，與電路并聯(lián)，用于整流電路時(shí)，具有很好的

濾波作用，當(dāng)電壓交變時(shí)，由于電容的充電作用，兩端的電壓不能突變，就保證

了電壓的平穩(wěn)。

當(dāng)用于電池電源時(shí)，具有交流通路的作用，這樣就等于把電池的交流信號(hào)短

路，避免了由于電池電壓下降，電池內(nèi)阻變大，電路產(chǎn)生寄生震蕩。

比如說什么樣的電路中串或者并個(gè)電容可以達(dá)到耦合的作用，不放電容和放

電容有什么區(qū)別？

在交流多級(jí)放大電路中，因個(gè)級(jí)增益及功率不同.各級(jí)的直流工作偏值就不

同！若級(jí)間直接藕合則會(huì)使各級(jí)工作偏值通混無法正常工作！利用電容的通交隔

直特性既解決了級(jí)間交流的藕合,又隔絕了級(jí)間偏值通混,一舉兩得！

基本放大電路中的兩個(gè)耦合電容，電容+極和直流+極相接，起到通交隔直的

作用，接反的話會(huì)怎么樣，會(huì)不會(huì)也起到通交隔直的作用，為什么要那接呀！

接反的話電解電容會(huì)漏電，改變了電路的直流工作點(diǎn)，使放大電路異?；虿?/p>

能工作

阻容耦合放大電路中，電容的作用是什么？

隔離直流信號(hào)，使得相鄰放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響。

模擬電路放大器不用耦合電容行么，照樣可以放大??？

書上放大器在變壓器副線圈和三極管之間加個(gè)耦合電容，解釋是通交流阻直

流，將前一級(jí)輸出變成下一級(jí)輸入，使前后級(jí)不影響，前一級(jí)是交流電，后一級(jí)

也是交流電，怎么會(huì)相互影響啊，我實(shí)在想不通加個(gè)電容不是多此一舉啊。

你犯了個(gè)錯(cuò)誤，前一級(jí)確實(shí)是交流電，但后一級(jí)是交流疊加直流，三極管是

需要直流偏置的，如果沒有電容隔直，則變壓器的線圈會(huì)把三極管的直流偏置給

旁路掉，因?yàn)殡姼惺峭ㄖ绷鞯摹?/p>

基本放大電路耦合電容，其中耦合電容可以用無極性的嗎？

在基本放大電路中，耦合電容要視頻率而定，當(dāng)頻率較高時(shí)，需用無極電容，

特點(diǎn)是比較穩(wěn)定，耐壓可以做得比較高，體積相對(duì)小，但容量做不大。

其最大的用途是可以通過交流電，隔斷直流電，廣泛用于高頻交流通路、旁

路、諧振等電路，簡單理解為高頻通路。

當(dāng)頻率較低時(shí)，無極電容因?yàn)槿萘枯^低容抗相對(duì)增大，就要用有極性的電解

電容了，由于其內(nèi)部加有電解液，可以把容量做得很大，讓低頻交流電通過，隔

斷直流電。

但由于內(nèi)部兩極中間是有機(jī)介質(zhì)的，所以耐壓受限，多用于低頻交流通路、

濾波、退耦、旁路等電路，簡單理解為低頻通路。

耦合電容起什么作用？

在放大電路中，利用耦合電容通交隔直的作用，使高頻交流信號(hào)可以順利通

過電路，被一級(jí)一級(jí)地放大,而直流量被阻斷在每一級(jí)的內(nèi)部。

請(qǐng)問用電池供電的電路中，電容為什么會(huì)充放電，起到延時(shí)的作用？

電容是聚集電荷的，你可把它想象成個(gè)水杯，充放電就是充放水，在充電過

程中，電壓是慢慢的上升的，放電反之,你只需檢測電容兩端電壓就能實(shí)現(xiàn)延時(shí)。

如充電，開始時(shí)，電容兩端電壓為零，隨著充電時(shí)間延長，電壓逐漸上升到

你設(shè)定的電壓就能控制電路的開關(guān)。

當(dāng)然，也可反過來利用放電。延時(shí)時(shí)間與電容容量、電容漏電，充電電阻,

及電壓有關(guān)，有時(shí)還要把負(fù)載電阻考慮進(jìn)去。

阻容耦合，是利用電容的通交隔直特性，防止前、后級(jí)之間的直流成分引起

串?dāng)_，造成工作點(diǎn)的不穩(wěn)定。

阻容耦合放大電路只能放大交流信號(hào)，不能放大直流信號(hào)，對(duì)還是錯(cuò)？

對(duì)，電容是一種隔直流阻交流的電子元件.所以阻容耦合放大電路只能放大

交流信號(hào).放大直流信號(hào)用直接耦合放大電路。

1放大電路中耦合電容和旁路電容如何判別？

耦合電容負(fù)極不接地，而是接下一級(jí)的輸入端，旁路電容負(fù)極接地。

運(yùn)放的多級(jí)交流放大電路如何選用電容耦合？

其實(shí)很間單，一般瓷片電容就可搞定！要效果好的話可選用留電容，按照你

輸入信號(hào)的頻率范圍高頻的可選用103、104容值的電容，對(duì)于較低頻率的交流

信號(hào)可選用22uF左右的電解電容。

放大電路采用直接耦合，反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)，為什么電路只可能產(chǎn)生高

頻振蕩？

振蕩來源于閉環(huán)的相移達(dá)到180度并且此時(shí)的環(huán)路增益是大于零的，采用純

電阻網(wǎng)絡(luò)作為反饋網(wǎng)絡(luò)是一定不會(huì)引入相移的，所以呢全部的相移是來自于放大

器的開環(huán)電路。

采用直接耦合的開環(huán)放大器在級(jí)之間是不會(huì)有電容元件引起相移的，那么能

夠引起相移的便是晶體管或MOS管內(nèi)部的電容，這些電容都是fF,最大pF級(jí)的

電容，這些電容與電路等效電阻構(gòu)成的電路的諧振頻率是相當(dāng)高的。

所以放大器采用直接耦合，反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò)只可能產(chǎn)生高頻振蕩。

阻容耦合放大電路的頻帶寬度是指（上限截至頻率與下限截至頻率之差）阻

容耦合放大電路的上限截止頻率是指（隨著頻率升高使放大倍數(shù)下降到原來的

0.707倍，即-3dB時(shí)的頻率）阻容耦合放大電路的下限截止頻率是指（隨著頻率

降低使放大倍數(shù)下降到原來的0.707倍，即-3dB時(shí)的頻率）。

阻容耦合放大電路的上限截止頻率主要受（晶體管結(jié)電容，電路的分布電容）

的影響，阻容耦合放大電路的下限截止頻率主要受（隔直電容與旁路）電容的影響。

在多級(jí)放大電路里面電解電容是怎么耦合到下一級(jí)的呢在電容里面的特性

不是隔直的嗎，它是怎么傳送過去的呢？還有為電容要通過三極管的集電極來接

呢，發(fā)射極為什么不可以呢？

電解電容都是在交流放大器里面工作，而交流的電流方向呈周期性變化，三

極管能正常導(dǎo)通嗎？

還有NPN型的三極管的集電極不是從C到B的嗎,那它的電流是怎么通過流

到下一級(jí)的三極管的基極的呢？

用電解電容做耦合的放大器，都是交流放大器，電解電容在這里作“通交隔

直”用，由三極管的哪個(gè)極輸出，是電路形式的問題，兩者都有。

1、怎樣估算第一級(jí)放大器的輸出電阻和第二級(jí)放大器的輸入電阻？

2、當(dāng)信號(hào)源的幅度過大，在兩級(jí)放大器的輸出端分別會(huì)出現(xiàn)什么情況？

3、用手在放大器的輸入端晃動(dòng)，觀察放大器的輸出端，看是否出現(xiàn)了什么？

原因是什么？

1、第二級(jí)放大器的輸入電阻就是第一級(jí)放大器的輸出電阻。

2、失真。

3、雜波，人體感應(yīng)

電容可以起到耦合作用？比如說什么樣的電路中串或者并個(gè)電容可以達(dá)到

耦合的作用，不放電容和放電容有什么區(qū)別？

在交流多級(jí)放大電路中，因個(gè)級(jí)增益及功率不同，各級(jí)的直流工作偏值就不

同！若級(jí)間直接藕合則會(huì)使各級(jí)工作偏值通混無法正常工作！利用電容的通交隔

直特性既解決了級(jí)間交流的藕合,又隔絕了級(jí)間偏值通混,一舉兩得！

電容就是充放電。那怎么利用電容的充放電，去理解濾波，去耦，旁路

電容隔直流通交流，隔直流好理解，通交流不好理解，只要理解了通交流就

理解了濾波、去耦和旁路。

電容就是充放電，不錯(cuò)，但交流電的方向，正反向交替變化，振幅的大小也

做周期性變化，整個(gè)變化的圖像就是一條正弦曲線。

電容器接在交流電路中，由于交流電壓的周期性變化，它也在周期性的充放

電變化。線路中存在充放電電流，這種充放電電流，除相位比電壓超前90度外，

形狀完全和電壓一樣，這就相當(dāng)于交流通過了電容器。

和交流電通過電阻是不同，交流電通過電阻，要在電阻上消耗電能（發(fā)熱），

而通過電容器只是與電源做能量交換，充電時(shí)電源將能量送給電容器，放電時(shí)電

容器又將電能返還給電源，所以這里的電壓乘電流所產(chǎn)生的功率叫無功功率。

需要明確的是，電容器接在交流電路中，流動(dòng)的電子（電流）并沒有真正的

沖過絕緣層，卻在電路中產(chǎn)生了電流。這是因?yàn)樵诰€路中，反向放電和正向充電

是同一個(gè)方向。

而正向放電和反向充電是同一個(gè)方向，就象接力賽跑，一個(gè)團(tuán)隊(duì)跑完交流電

的正半周，另一個(gè)團(tuán)隊(duì)接過接力棒繼續(xù)跑完交流電的負(fù)半周。

理解了電容器通交流，那么，交流成份旁路到地，完成濾波也就可以理解了。

旁路電容和濾波電容，去耦電容分別怎么用？可以舉一些實(shí)例說明。

這三種叫法的電容，其實(shí)都是濾波的，只是應(yīng)用在不同的電路中，叫法和用

法不一樣。

濾波電容：這是我們通常用在電源整流以后的電容，它是把整流電路交流整

流成脈動(dòng)直流，通過充放電加以平滑的電容，這種電容一般都是電解電容，而且

容量較大，在微法級(jí)。

旁路電容：是把輸入信號(hào)中的高頻成份加以濾除，主要是用于濾除高頻雜波

的，通常用瓷質(zhì)電容、滌綸電容，容量較小，在皮法級(jí)。

去耦電容：是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，去耦電容相當(dāng)于電池，利用

其充放電，使得放大后的信號(hào)不會(huì)因電流的突變而受干擾。它的容量根據(jù)信號(hào)的

頻率、抑制波紋程度而定。

什么是耦合電容,去耦電容,有什么特點(diǎn)和作用？

耦合電容是傳遞交流信號(hào)的，接在線路中，去耦電容是將無用交流信號(hào)去除

的，一段接在線路中、一端接地。

關(guān)于電容有幾作用，在什么情況才電容耦合,在什么情況才電容濾波？

電容器在電路里的十八般武藝歸根到底就是兩個(gè)!充電荷!放電荷！

其特性就是通交流！隔直流！電容兩端加上交變電壓后會(huì)隨電流交變頻率而

不斷的充放電!此時(shí)電路里就有同頻率的交變電流通過!這就是電容的通交特性！

在頻率合適的情況下電容對(duì)電路可視為通路!前級(jí)交流輸出經(jīng)電容就可傳至

后級(jí)電路！

而對(duì)直流來說它卻是隔絕的！因?yàn)閮啥穗妷撼渲僚c電路電壓相等時(shí)就不會(huì)再

有充電電流了！

作用于前后級(jí)交流信號(hào)的