電容
所謂電容，就是容納和釋放電荷的電子元器件。
電容的基本工作原理就是充電放電，當(dāng)然還有整流、振蕩以及其它的作用。
另外電容的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，主要由兩塊正負(fù)電極和夾在中間的絕緣介質(zhì)組成。
作為無(wú)源元件之一的電容，其作用不外乎以下幾種：
1、應(yīng)用于電源電路，實(shí)現(xiàn)旁路、去藕、濾波和儲(chǔ)能的作用
1）旁路 旁路電容是為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。
就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進(jìn)行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容 要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過(guò)大而導(dǎo)致的地電位抬高 和噪聲。地彈是地連接處在通過(guò)大電流毛刺時(shí)的電壓降。
2）去藕 去藕，又稱解藕。從電路來(lái)說(shuō)，總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電，才能完成信號(hào)的跳變，在上升沿比較陡峭的時(shí)候，電流比 較大，這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的 電感，會(huì)產(chǎn)生反彈），這種電流相對(duì)于正常情況來(lái)說(shuō)實(shí)際上就是一種噪聲，會(huì)影響前級(jí)的正常工作。 這就是耦合。去藕電容就是起到一個(gè)電池的作用，滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化，避免相互間的耦合干 擾。將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來(lái)將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去藕合的，只是旁路電容一 般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小， 根據(jù)諧振頻率一般是 0.1u，0.01u 等，而去耦合電容一般比較大，是 10uF 或者更大，依據(jù)電路中 分布參數(shù)，以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來(lái)確定。 總的來(lái)說(shuō)旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，防 止干擾信號(hào)返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。
3）濾波 從理論上（即假設(shè)電容為純電容）說(shuō)，電容越大，阻抗越小，通過(guò)的頻率也越高。但實(shí)際上超過(guò) 1uF 的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì) 看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容，這時(shí)大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作 用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過(guò)，電容越小高頻越容易通過(guò)。具體用在 濾波中,大電容(1000uF)濾低頻，小電容(20pF)濾高頻。由于電容的兩端電壓不會(huì)突變，由此可知， 信號(hào)頻率越高則衰減越大，可很形象的說(shuō)電容像個(gè)水塘，不會(huì)因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的 變化。它把電壓的變動(dòng)轉(zhuǎn)化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就 是充電，放電的過(guò)程。
在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的 電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中， 為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一 般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對(duì)高頻及脈沖干 擾信號(hào)不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為 0.001--0.lpF 的電容，以濾除高頻及脈沖 干擾．
4）儲(chǔ)能 儲(chǔ)能型電容器通過(guò)整流器收集電荷，并將存儲(chǔ)的能量通過(guò)變換器引線傳送至電源的輸出端。
電壓額定值為 40～450VDC、電容值在 220～150 000uF 之間的鋁電解電容器（如 EPCOS 公司的 B43504 或 B43505）是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時(shí)會(huì)采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的 形式，對(duì)于功率級(jí)超過(guò) 10KW 的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。
2、應(yīng)用于信號(hào)電路，主要完成耦合、振蕩/同步及時(shí)間常數(shù)的作用：
1）去耦
舉個(gè)例子來(lái)講，晶體管放大器發(fā)射極有一個(gè)自給偏壓電阻，它同時(shí)又使信號(hào)產(chǎn)生壓降反饋到 輸入端形成了輸入輸出信號(hào)耦合，這個(gè)電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件，如果在這個(gè)電阻兩端并聯(lián)一個(gè) 電容，由于適當(dāng)容量的電容器對(duì)交流信號(hào)較小的阻抗,這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng)，故稱此 電容為去耦電容。
2）振蕩/同步
包括 RC、LC 振蕩器及晶體的負(fù)載電容都屬于這一范疇。 3）時(shí)間常數(shù)
這就是常見的 R、C 串聯(lián)構(gòu)成的積分電路。當(dāng)輸入信號(hào)電壓加在輸入端時(shí)，電容（C）上的 電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過(guò)電阻（R）、電容（C）的特性 通過(guò)下面的公式描述： i = (V/R)e-(t/CR)
最后說(shuō)下電解電容的使用注意事項(xiàng)： 1、電解電容由于有正負(fù)極性，因此在電路中使用時(shí)不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中，輸出正電壓時(shí)電解電容的正極接電源輸出端，負(fù)極接地，輸出負(fù)電壓時(shí)則負(fù)極接輸出端，正極接地．當(dāng)電源 電路中的濾波電容極性接反時(shí)，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動(dòng)，另一 方面又因反向通電使此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電阻的電解電容發(fā)熱．當(dāng)反向電壓超過(guò)某值時(shí)，電容的反向漏 電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過(guò)熱而炸裂損壞．
關(guān)于濾波電容、去耦電容、旁路電容作用
濾波電容用在電源整流電路中，用來(lái)濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。 去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方，用來(lái)消除自激，使放大器穩(wěn)定工作。 旁路電容用在有電阻連接時(shí)，接在電阻兩端使交流信號(hào)順利通過(guò)。
1.關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解
1）去耦電容主要是去除高頻如 RF 信號(hào)的干擾，干擾的進(jìn)入方式是通過(guò)電磁輻射。 而實(shí)際上，芯片附近的電容還有蓄能的作用，這是第二位的。
你可以把總電源看作密云水庫(kù)，我們大樓內(nèi)的家家戶戶都需要供水， 這時(shí)候，水不是直接來(lái)自于水庫(kù)，那樣距離太遠(yuǎn)了， 等水過(guò)來(lái)，我們已經(jīng)渴的不行了。 實(shí)際水是來(lái)自于大樓頂上的水塔,水塔其實(shí)是一個(gè) buffer 的作用。
如果微觀來(lái)看，高頻器件在工作的時(shí)候，其電流是不連續(xù)的，而且頻率很高， 而器件 VCC 到總電源有一段距離，即便距離不長(zhǎng)，在頻率很高的情況下， 阻抗 Z＝i*wL+R，線路的電感影響也會(huì)非常大， 會(huì)導(dǎo)致器件在需要電流的時(shí)候，不能被及時(shí)供給。 而去耦電容可以彌補(bǔ)此不足。
這也是為什么很多電路板在高頻器件 VCC 管腳處放置小電容的原因之一
（在 vcc 引腳上通常并聯(lián)一個(gè)去藕電容，這樣交流分量就從這個(gè)電容接地。）
2）有源器件在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。
2.旁路電容和去耦電容的區(qū)別
去耦：去除在器件切換時(shí)從高頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的 RF 能量。去耦電容還可以為器件提 供局部化的 DC 電壓源，它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。
旁路：從元件或電纜中轉(zhuǎn)移出不想要的共模 RF 能量。這主要是通過(guò)產(chǎn)生 AC 旁路消除無(wú)意的 能量進(jìn)入敏感的部分，另外還可以提供基帶濾波功能（帶寬受限）。
