关于三种电容的详细介绍

"电容详细介绍" 电容是电路设计中非常重要的一部分，对电源设计尤其重要。很多人对电容不熟悉，只是大概知道电容的用途，本文详细介绍了三种电容的作用特性即三种电容的差别，设计PCB时应该选用哪种电容。 电容的概念大多还停留在理想的电容阶段，一般认为电容就是一个 C。但是实际的电容可以等效成下面的电路形式：C：电容容值；ESL：电容等效串联电感；ESR：电容等效串联电阻。 电容的参数有很多，但是设计中最重要的还是 C 和 ESR。下面简单介绍一下我们常用到的三种电容：铝电解电容，瓷片电容和钽电容。 铝电解电容是由铝箔刻槽氧化后再夹绝缘层卷制，然后再浸电解质液制成的，其原理是化学原理，电容充放电靠的是化学反应，电容对信号的响应速度受电解质中带电离子的移动速度限制，一般都应用在频率较低（1M以下）的滤波场合，ESR 主要为铝萡电阻和电解液等效电阻的和，值比较大。铝电容的电解液会逐渐挥发而导致电容减小甚至失效，随温度升高挥发速度加快。 瓷片电容存放电靠的是物理反应，因而具有很高的响应速度，可以应用到上 G 的场合。不过，瓷片电容因为介质不同，也呈现很大的差异。性能最好的是 C0G 材质的电容，温度系数小，不过材质介电常数小，所以容值不可能做太大。而性能最差的是 Z5U/Y5V 材质，这种材质介电常数大，所以容值能做到几十微法。但是这种材质受温度影响和直流偏压（直流电压会致使材质极化，使电容量减小）影响很严重。 钽电容无论是原理和结构都像一个电池。钽电容拥有体积小、容量大、速度快、ESR 低等优势，价格也比较高。决定钽电容容量和耐压的是原材料钽粉颗粒的大小。颗粒越细可以得到越大的电容，而如果想得到较大的耐压就需要较厚的 Ta2O5，这就要求使用颗粒大些的钽粉。 电源设计中电容的作用主要用于滤波（filter）和退耦/旁路（decoupling/bypass）。滤波主要指滤除外来噪声，而退耦/旁路是一种，以旁路的形式达到退耦效果，以后用“退耦”代替是减小局部电路对外的噪声干扰。很多人容易把两者搞混。 在电路设计中，选择合适的电容是非常重要的。不同的电容有不同的应用场合，并不是价格越高越好。设计者需要根据实际情况选择合适的电容，以确保电路的稳定性和可靠性。