电子设计基础关键元器件篇（一）：电容

        电子工程师在平时进行电子设计中接触得最多的莫过于电子元器件了，而如何用好电子元器件，使电子元器件在电路中发挥其最大的功能作用，则成为评判你是否是合格电子工程师的基本标准。为给工程师朋友提供较为全面的元器件知识，或学习，或参考，或温故而知新，电子发烧友会陆续整合推出《电子设计基础关键元器件篇》系列章节，敬请留意。 本章节将谈及电容相关知识， 电容在电子线路中也是广泛应用的器件之一。我们多采用它来滤波、隔直、交流耦合、交流旁路等，也用它和电感元件一起组成振荡电路。
  
电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流、能量转换、控制电路等电路中。

　　电容的符号是C。

　　C=εS/d=εS/4πkd（真空）=Q/U

　　在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）（皮法又称微微法）等，换算关系是：

　　1法拉（F）= 1000毫法（mF）=1000000微法（μF）

　　1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。

　　电容与电池容量的关系：

　　1伏安时=25法拉=3600焦耳

　　1法拉=144焦耳

　　电容符号

　　一、 电容器的型号命名方法

　　国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别

　　代表名称、材料、分类和序号。

　　第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。

　　第二部分：材料，用字母表示。

　　第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。

　　第四部分：序号，用数字表示。

　　用字母表示产品的材料：A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E- 其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介

　　二、电容器的分类

　　电容的分类方式及种类很多，

　　1、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。

　　2、按电解质 分类有：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。

　　3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。

　　4、频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。

　　5、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。

　　6、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。

　　7、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。

　　8、高频耦合：陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。

　　9、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。

　　10、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电 容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。

　　11、基于电容的材料特性，其可分为以下几大类：

　　1）、铝电解电容

　　电容容量范围为0.1μF ～ 22000μF，高脉动电流、长寿命、大容量的不二之选，广泛应用于电源滤波、解藕等场合。

　　2）、薄膜电容

　　电容容量范围为0.1pF ～ 10μF，具有较小公差、较高容量稳定性及极低的压电效应，因此是X、Y 安全电容、EMI/EMC 的首选。

　　3）、钽电容

　　电容容量范围为2.2μF ～ 560μF，低等效串联电阻（ESR）、低等效串联电感（ESL）。脉动吸收、瞬态响应及噪声抑制都优于铝电解电容，是高稳定电源的理想选择。

　　4）、陶瓷电容

　　电容容量范围为0.5pF ～ 100μF，独特的材料和薄膜技术的结晶，迎合了当今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。

　　5）、超级电容

　　电容容量范围为0.022F ～ 70F，极高的容值，因此又称做“金电容”或者“法拉电容”。主要特点是：超高容值、良好的充/放电特性，适合于电能存储和电源备份。缺点是耐压较低，工作温度范围较窄。