在许多电子产品中，电容器是必不可少的电子元件。其在电路中的功能是整流器的平滑滤波、解耦、交流信号旁路、交流直流电路的交流耦合等。电容器有很多种类型和结构。使用时，不仅要了解各种电容器的性能指标和一般特性，还要了解给定用途下的优缺点、机械或环境的限制。
一、电容
定义：电容是电容器容纳电荷的物理量。
电容符号是C。公式：
在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法拉，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。各单位的转换关系如下:
1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF)
1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。
一个电容器，如果两级之间的电势差为1伏，则该电容器的电容为1法，电容为电容器的固有参数。
平板电容器：
其中，ε是常数，S电容极板的正对面积，d电容极板的距离，k是静电常量。
电容符号：
电容器是一种储能元件，储存的电场能量为：
电容串联电路分析：
1. 串联等效电容倒数等于各电容倒数之和；
2. 串联后各电容的电荷相等；
3. 串联耐压等于各电容电压之和。
电容并联电路分析
1. 并联后的等效电容容量等于各个电容容量之和;
2. 并联后各电容器两端电压相等；
3. 并联后的耐压取决于耐压最小的电容电压。
二、电容器类型
电容器是由两个导体之间的绝缘体（介质）组成的电子元件。电容器的类型
根据容量是否可变，可分为固定电容器和可变电容器；根据介质类型，可分为三类：无机介质电容器、有机介质电容器和电解电容器。不同介质的电容器在结构、成本、特性和用途上有很大差异。
(一)无机介质电容器:包括陶瓷电容器和云母电容器。CPU我们经常看到陶瓷电容器。陶瓷电容器综合性能好，可应用GHz等级超高频器件，如CPU/GPU。当然，它的价格也很贵。
1.云母电容（CY） 电容量：10p--0。1μ 额定电压：100V--7kV 主要特点：稳定性高，可靠性高，温度系数小。应用：高频振荡、脉冲等电路
2.高频瓷介电容器（CC）电容量：1--6800p 额定电压：63--500V 主要特点：高频损耗小，稳定性好。用于高频电路。
3.低频瓷介电容器（CT） 电容量：10p--4。7μ 额定电压：50V--100V 主要特点：体积小、价格低、损耗大、稳定性差。应用：低频电路要求低
4.玻璃釉电容（CI）电容量：10p--0。1μ 额定电压：63--400V 主要特点:稳定性好，损耗小，耐高温(200度)。应用:脉冲、耦合、旁路等电路
单片陶瓷电容器(通称贴片电容器)是目前用量较大的常用元件，** X公司生产的贴片电容器有NPO、X7R、Z5U、Y5V不同不同，用途不同。
贴片电容的种类和特点 - 21ic中国电子网
(2)有机介质电容器:如聚酯电容器、薄膜电容器等，常用于扬声器，其特点是精度高、耐高温高压。
1.聚酯(聚酯)电容（CL）电容量：40p--4μ 额定电压：63--630V 主要特点：体积小、容量大、耐热、耐湿、稳定性差。应用：低频电路的稳定性和损失要求
2.聚苯乙烯电容器（CB）电容量：10p--1μ 额定电压：100V--30KV 主要特点：稳定性、低损耗、体积大。应用：对稳定性和损失要求较高的电路
3.聚丙烯电容（CBB） 电容量：1000p--10μ 额定电压：63--2000V 的主要特点：性能与聚苯乙烯相似，但体积小，稳定性略差。应用程序：替代大多数聚苯乙烯或云母电容器，用于高要求的电路
电解电容器：
主板、显卡和其他产品基本上使用电解电容器。熟悉的铝电容器，钽电容器实际上是电解电容器。如果电容器是电子元件中最重要和不可替代的元件，那么电解电容器就占据了整个电容器行业的一半。
电解电容器的性能特点：
1.单位体积的电容量很大，比其他类型的电容量大几十到几百倍。
2.额定容量可以很大，很容易达到几万μf甚至几f(但不能与双电层电容器相比)。
3.价格很低。与其他类型的电容器相比，它具有压倒性的价格优势，因为它的组成材料是普通的工业材料。电解电容器的制造设备也是普通的工业设备，可以大规模生产，成本相对较低。
目前，新型电解电容器发展迅速，部分产品的性能已达到无机电容器的水平，电解电容器正在取代部分无机和有机介质电容器。电解电容器应用广泛。基本上，电解电容器将用于电源设备。
传统的电解电容分类方法是根据阳极材料制成的，如铝或钽。因此，电解电容按阳极分为以下几种：
1.铝电解电容（CL） 电容：0.47--10000μ 额定电压：6.3--450V 主要特点：体积小、容量大、损耗大、漏电大。应用：电源滤波、低频耦合、去耦、旁路等
不管是T贴片工艺的（“贴片电容”，识别方式是底坐有黑色橡胶），还是直插式的，或者有塑料表皮的，只要它们的阳极材质是铝，那么他们就都叫做铝电解电容。电容的封装方式和电容的品质本身并无直接联系，电容的性能只取决于具体型号
2.钽电解电容（CA）铌电解电容（CN）电容量：0。1--1000μ 额定电压：6--125V 主要特点：损耗和泄漏小于铝电解电容器。应用：在要求高的电路中更换铝电解电容器
阳极由钽组成，是我们在显卡上看到的黄色或黑色的小颗粒。目前，许多钽电解电容器都安装在贴片上，其外壳通常包装在树脂上（铝电解电容器也可以包装在同一个包装中）。然而，钽电容器的阴极也是电解质，所以不幸的是，它也是一种被鄙视的电解电容器。
3.铌电解电容器。这种电容器现在用得少了。
需要强调的是，铝电解电容器和钽电解电容器不是由包装形式决定的。例如，我们通常认为它是钽电解电容器，但实际上它的阳极也可能是铝，也就是说，它们也可能是铝电容器而不是钽电容器。
在过去，传统的观点是钽电容器比铝电容器具有更好的性能，因为钽电容器的介质是阳极氧化后产生的五氧化二钽，其介电常数ε比铝电容器的三氧化氧化二铝介质。因此，在相同容量下，钽电容器的体积可以小于铝电容器。（电解电容器的电容取决于介质的介电能力和体积。在一定容量下，介电能力越高，体积越小，相反，体积越大）。此外，钽的性能相对稳定，因此通常认为钽电容器的性能优于铝电容器。
然而，这种用阳极判断电容性能的方法已经过时。目前，决定电解电容性能的关键不在于阳极，而在于电解质，即阴极。由于不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同类型的电解电容器，其性能也非常不同。由于电解质的不同，使用相同阳极的电容器的性能可能会有很大的差异。简而言之，阳极对电容性能的影响远小于阴极。
(四)可变电容器
1.可变电容器 可变电容量：1000--1500p 主要特点是损耗小、效率高；可根据要求制作直线、直线波长、直线频率和对数。应用：电子仪器、广播电视设备等
2.可变电容器 可变电容量：15--550p 主要特点：体积小，重量轻；损耗大于空气介质。应用：通信、广播接收机等
3.微调薄膜介质电容器 可变电容量：1--29p 主要特点：损耗较大，体积小 应用：收录机，电子仪器等电路作电路补偿
4.陶瓷介质微调电容器 可变电容量：0.3--22p 主要特点：损耗小，体积小 用于精确调节的高频振荡回路
(5)独石电容
容量范围：0.5PF--1ΜF 耐压性：额定电压的两倍。应用范围：广泛应用于电子精密仪器。谐振、耦合、滤波、旁路等小型电子设备。
独石又称多层瓷介电容，分为两种类型，1型性能好，但容量小，一般小于0。U，另一种叫II型，容量大，但性能一般。
简单的平行板电容器是由绝缘中间介质层和外两个导电的金属电极。多层陶瓷电容器的结构主要包括陶瓷介质、金属内电极、金属外电极三个部分。它是一由多个简单的 组成的多层叠加结构** 行板电容器并联体。
独石电容器的特点：电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定、耐高温、耐湿性好等。最大的缺点是温度系数高，振荡器的稳定漂移难以忍受。
就温漂而言：独石电容器为正温度 130左右，CBB为负温系数-230，并联使用适当的比例，可以将温漂降到很小的水平.
就价格而言：钽、铌电容最贵，独石，CBB更便宜，瓷片电容最低。但是一些高频零温漂白黑点瓷片稍微贵一点，云母电容Q价值高，也贵。
3.电容器的标称参数
主要参数：标称容量和允许偏差。我国采用的固定标称容量系列为：E24，E12,E6系列。它们单独使用的允许偏差是 -5% -10% -20%。
1.标称电容和允许偏差
标称电容量是标记在电容器上的电容量。云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(约pF以下)；纸张、塑料和一些陶瓷介质的电容量居中；通常电解电容器容量大。
电容器的标称值分为E24、E12、E6三个系列：E6系列是最常用的，E12系列次之，E24系列再次出现。
1） E24系列值为1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1 乘以10的n次方；
2)E12系列值为1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2乘以10的n次方；
3)E6系列值为1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8乘以10的n次方。
在允许的偏差范围内，电容器实际电容与标称电容之间的偏差称为误差。
精度等级与允许误差对应:00(01)-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-（ 20%-10%）、Ⅴ-（ 50%-20%）、Ⅵ-（ 50%-30%）
常用的电容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用于电解电容器Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ等级，根据用途选择。
2、额定电压
电容器的最高直流电压有效值可以连续添加到最低环境温度和额定环境温度下，通常直接标记在电容器外壳上。如果工作电压超过电容器的耐压性，电容器就会被击穿，造成不可修复的永久损坏。
在高压场合使用电容器时，必须注意电晕的影响。电晕是由介质/电极层之间的间隙引起的。除了损坏设备的寄生信号外，它还会导致电容器介质的突破。电晕特别容易发生在交流或脉动条件下。对于所有电容器，直流电压与交流峰值电压之和不得超过直流电压的额定值。
3、绝缘电阻
直流电压加在电容器上，产生泄漏电流，两者之比称为绝缘电阻.
当电容较小时，主要取决于电容的表面状态和容量〉0.1uf绝缘电阻越小越好。
电容器的时间常数：将时间常数引入适当评估大容量电容器的绝缘情况，等于电容器的绝缘电阻和容量乘积。
损失角正切(tgδ)：
在电场的作用下，单位时间内发热消耗的能量称为损耗。各种电容器规定了其在一定频率范围内的损耗允许值。电容器损耗主要由介质损耗、电导损耗和电容器所有金属部件的电阻引起。在直流电场的作用下，电容器损耗以泄漏损耗的形式存在，一般较小。在交变电场的作用下，电容器损耗不仅与泄漏有关，而且与定期极化建立过程有关。
损耗角切割：在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率。
在实际应用中，电容器不是纯电容器，内部有等效电阻。C为电容器的实际电容量，Rs是电容器串联等效电阻，Rp是介质的绝缘电阻，Ro是介质吸收等效电阻。对电子设备的要求Rs越小越好，也就是说，损耗功率越小，与电容功率的夹角δ要小。
这种关系用下面的方式来表达: tgδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此，应用中要注意选择这个参数，避免自身发热过多，以减少设备的故障。
5、频率特性
随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。
四、电容器识别方法：
电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分为直标法、色标法和数标法。
1.电容上直接标明大容量电容的容量值，如9μF/450V 22μF/50V
2.电容器的容量值用字母或数字表示。
1)字母表示法：1m=1000 μF 4P7=4.7PF 1n=1000PF
2)数字表示法：三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数宇，第三位数宇表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。
如:102表示标称容量为1000pF。
331表示标称容量为330pF。
474表示标称容量为47x10(4)pF。
在这种表示法中有一个特殊情况，就是当第三位数字用"9"表示时，是用有效数宇乘上 来表示容量大小。
如:229表示标称容量为
允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%
五、电容器的特性与用途
1、通交隔直：作用是阻止直流通过而让交流通过。如图中的电容C1和C2，分析三极管工作状态时，直流等效电路将电容视为开路，微变等效电路将电容视为短路，从而简化了电路的分析运算。
2、交流旁路(去耦)：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。比如下面的电路，可以将高频信号旁路。
3、交流耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路
4、直流电源滤波：比如二极管桥式整流后面，用于平滑电流。
5、温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。
6、计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数，时间常数t=RC。
7、调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。
8、储能：比如超级电容器，储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。
六、超级电容器（SuperCapacitor）
超级电容器：一种相对传统电容器而言具有更高容量的一种电容器。是介于电容器和电池之间的储能器件，它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电池的储能特性。通过极化电解质来储存能量，它与普通电容的最大区别是它是一种电化学的物理部件，但本身并不进行化学反应，超级电容的储电量特别大，达到法拉级的电容量。由于具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点，现已已经被广泛应用于混合电动汽车、直流大功率输出设备等多个领域。
超级电容器在结构上与电解电容器非常相似，两者的主要区别在于制造电极的材料。早期的超级电容器的电极采用碳，碳电极材料的表面积很大，电容的大小取决于表面积和电极的距离，这种碳电极的大表面积再加上很小的电极距离，使超级电容器的容值可以非常大，大多数超级电容器可以做到法拉级，一般容值范围为1～5000F。
