电容电路符号如下图所示，

并具有以下性质：

上部类型的意义是，当C法拉的电容器两端连接V伏电压时，Q库仑的电荷存储在电容器的一个极板上，另一个极板上也存在-Q储存库仑的电荷。

以上电容定义导数可获得：

从上面的公式可以看出，流过电容的电流不是与电压成比例，而是与时间变化率成比例。
如果按1V/s1的速率变化F电容器两端的电压相当于提供1A电流。相反，如果提供1，A电流，然后电容的电压按1V/s变化。从这个角度来看，1F电容器很大。

并联串联电容
几个电容的并联值是这些单个电容值的总和。这很容易证明：
并联两端的电压为V，则有

即有

对于电容串联，总等效电容值的关系类型：

RC电路如下图

根据上述电容公式：

以上是一个微分方程，其解决方案是：

最常见的陶瓷电容器是MLCC（Multi-layers ceramic capacitor）内部结构如图：

优点是体积小，价格低，稳定性好，但容量小。目前常用的陶瓷电容器容量小的可以是几十种皮法，大的可以是几十种微法。

陶瓷电容分为I类瓷介电容和II类瓷介电容：
I类:C0G、NP0(数字，但一般习惯写NPO）。其特点是容量稳定性好，基本不随温度、电压、时间而变化，但容量一般较小；温度特性(-55℃ ~125℃ ）
II类: X7R、X5R、X7S、Y5V 等。容量稳定性较差，但容量相对较大。

符号的含义如下表所示：

NPO 是温度补偿型陶瓷电容，是电容最稳定的陶瓷电容。工作温度范围为-55℃~ 125℃，在此范围内，电容基本保持不变。
X7R 工作温度范围-55℃~ 125℃，温度稳定性为 陶瓷电容/-15%。
X5R 工作温度范围-55℃~ 85℃，温度稳定性为 陶瓷电容/-15%。
有效容值
对于X7R /X5R和Y5V这三种陶瓷电容器的标称电容值为环境温度25℃/工作电压等于0V得到的值。
如果环境温度和工作电压发生变化，有效容量将发生变化。
例如，额定电压10V/标称值22uF的Y5V电容，理想状态(即工作电压0V，环境温度25℃）有效值为标称值(22uF）.
如果保持其环境温度为25℃不变，只改变工作电压，工作电压为5V有效电容值为4.4uF,工作电压达到额定电压10V有效电容值仅为2.2uF。不同材料的电容随直流偏置电压而变化。

钽电容以金属钽为介质，具有良好的温度特性，基于钽的固体特性ESL值小、高频滤波性能好、体积小、节省PCB面积大，容量大等特点。因此，钽电容器一般用于需要大容量电容器滤波的场合。
缺点是耐电压和耐电流能力弱，一般要求钽电容的工作电压比额定电压降低50%以上。在以下三种情况下，钽电容的额定电压需要降低70%以上:
(1)负载感性强；
（2）串联电阻小；
(3)瞬变电流大；
原因是感性负载或较小的串联电阻会导致较大的瞬变电流，导致钽电容的金属钽介质被击穿。例如，在老化测试、系统启动和上电的瞬间和单板热拔插的瞬间，钽电容器故障的概率增加。
一般来说，钽电容器的容值越大，其容值就越大ESR值往往越小，ESR相当于电容器件的串联电阻。串联电阻越小，钽电容器就越容易失效。因此，在应用中需要注意的是，对于大容量钽电容器，需要降低电压。在成本方面，钽电容的价格与容值和额定电压的乘积成正比。在使用大容量钽电容时，还需要增加电压降量的比例，这必然会导致成本上升。因此，在设计中，几个小容量钽电容往往并联提供与大容量钽电容相同的容量。这不仅有利于设计的可靠性，也有利于降低成本。
需要注意的是，当工作瞬间电流较大时，钽电容器可能不会永久失效。钽电容器本身具有良好的自愈能力。只要外部环境的影响在一定范围内，钽电容器就可以自行恢复。

铝电解电容器以电解液为介质，外壳铝筒为负极，内部插入金属板为正极。

铝电解电容量大，耐压性高，但温度稳定性差，精度差，高频滤波性能差，仅用于低频滤波。
上述钽电容器不适用于大瞬变电流，而铝电解电容器则需要在这种情况下使用。
铝电解电容的电压降低至少为20%。
铝电解电容一般是插装式的，所以ESR/ESL同时，由于以液体为介质，在极高温和极低温环境下，性能也极不稳定。
低温下ESR比常温大很多:

从产品的长期稳定性来看，铝电解电容器也可能成为隐患。因为随着产品使用时间的增加，铝电解电容器内的电解质会逐渐干燥，容量会逐渐下降，ESR滤波效果逐渐增加，减弱。

为了确保设备的工作电压不会随电流和功耗的剧烈变化而同时变化，我们希望设备的电压尽可能稳定。
在这种情况下，需要为设备提供缓冲池，以保持设备在外部环境剧烈变化时的工作相对稳定。
根据公式：
$\Delta$U =$\Delta$ Q/C
$\Delta$U 表示电容两端电压的变化量
$\Delta$Q 表示电容两端电荷的变化量
C为电容容值
当运行器件电流变化时（$\Delta$Q=$\Delta$Ixt,即电荷Q需求不断变化）,根据上述公式可知： 通过电容电荷变化来减少电压的变化（电压变化幅度$\Delta$ U与电容容值有关），从而保持器件工作电压的稳定。
因此，电容的作用之一就是电荷缓冲池，保持工作电压的稳定。

对于高速运行的电路而言，无时无刻不存在状态的转变。比如芯片内部开关管状态切换。这种高速的转变将在电路上产生大量的噪声等干扰。从频谱上看，这些干扰在相当大程度上处于有效的2次/3次等倍频频率。在电源传输路径上，需要将这些干扰泄放到相对稳定的地平面上，以免影响器件的工作。根据 Z=1/（j$\omega$C)，当频率较高时，电容表现为低阻抗，因此，可将电容作为高频噪声的重要泄放通路。

当两个器件通过高速信号互连时，信号两端的器件可能对直流分量有不同的要求。例如，A和B两个器件之间通过高速差分对信号互连，但A器件工作于1.8V，B器件工作于3.3V，则A器件驱动的差分对信号将携带1.8V直流分量，导致信号到达接收端B器件时无法被识别；对于这种情况，需要将信号所携带的发送端的直流分量在达到接收端前滤除掉，即隔离信号两边器件的直流分量。基于电容的通交流，阻直流的天然特性，电容具有这种隔离功能(交流耦合AC couple 和直流隔离 DC Blocking)。

电容的等效电路如下图所示：

电容器并不是纯粹的电容，而是带有电阻、电感等成分的小电路。
ESL: Equivalent Series Inductance, 等效串联电感
由电容器器件的引脚电感和电容器器件两极间等效电感串联而成，主要取决于封装。
随着封装的增大，ESL值将随之增大。

ESR: Equivalent Series Resistance, 等效串联电阻
由电容器件的引脚电阻和电容器两极间等效电阻构成。主要取决于电容的工作温度、工作频率以及电容体本身的导线电阻等。
Rleak:并联泄露电阻
取决于电容器件本身特有的泄露特性。

Rated Voltage: 额定电压，器件最高工作电压不能超过该值。
Rated Ripple Current: 额定纹波电流，此参数的值越大，表示承受大电流冲击的能力越好。
Tangent of loss angle:电容损耗角正切值。理想电容工作时，只会产生的无功功率Q(无功功率)，由于电容内部存在ESR及泄露电流，实际应用中会产生一定的损耗功率P，定义 tan$\delta$=P/Q, tan$\delta$就称为电容损耗角正切值。这个值越小，电容的功率损耗就越小。
Leakage Current: 电容内部存在Rleak,因此存在泄露通路，该参数用于定义流过电容的泄露电流。

去耦（Decouple）电容和旁路（bypass）电容只是设计者根据电容所起的作用不同而进行的认为划分。

其作用是为前级（如电源产生的高频噪声等干扰）提供一条流到地平面的低阻抗路径，以避免这些干扰影响正在运行的高速工作的器件。

去耦电容和旁路电容没有本质上的区别，从应用上说，依据公式： Z=1/(2ΠFxC), F是器件的工作频率，它们在高频下的作用都是为电路中的干扰提供一条流回地平面的低阻抗回路。

在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤
除对象。

当芯片对电流的需求发生变化时，会在电源平面的一个很小的局部区域内产生电压扰动，电容要补偿这一电流（或电压），就必须先感知到这个电压扰动。信号在介质中传播需要一定的时间，因此从发生局部电压扰动到电容感知到这一扰动之间有一个时间延迟。为了能有效传递补偿能量，应使噪声源和补偿电流的相位差尽可能的小，最好是同相位的。距离越近，相位差越小，补偿能量传递越多。

总之，去耦半径是可以计算的，在这个范围内就能起到作用啦。

评：引出很长的线然后连接过孔，引入较大的寄生电感，尽量避免

评：寄生电感减少，回流路径也比较短，可以接受

评：寄生电感小，回流路径短，常规设计推荐这样处理。

评：最优打孔方式，但是盘中孔设计不常规，加工成本增加，可靠性降低。

对电容器件而言，由于电容分量的存在，电容器件的阻抗随着频率的升高而逐渐降低（Z=1/$\omega$C），这是电容器件的本身属性；ESL分量则使阻抗随着频率的升高而逐渐增加(Z=$\omega$L)。这两种作用正好相反。在电容分量和ESL的共同作用下，电容器件的整体阻抗表现为：
随着频率的升高，首先是电容分量起主导作用，使阻抗逐步变小，器件表现为电容阻抗特性，滤波效果渐强；当达到某一频率点时发生谐振，此时电容分量和ESL分量对阻抗的效果正好抵消，在谐振点上，电容器件的阻抗最小，等于ESR分量；此后，随着频率的继续升高，ESL分量起主导作用，使阻抗表现为电感的阻抗特性，滤波效果渐弱。

滤波电容的作用机制是为噪声等提供一条低阻抗回路，在噪声的频率点上，要求滤波电容的阻抗较小，即当噪声频率落在谐振点附近时，滤波效果最好。如下图所示。

谐振频率推导：
由电容的等效电路可知，电容的阻抗 Z=ESR+j$\omega$ESL+1/j($\omega$C); 谐振频率点处电容分量与ESL分量正好抵消，阻抗最小等于ESR分量，即j$\omega$ESL+1/j($\omega$C)=0； $\omega$ESL=1/($\omega$C)；得$\omega$=1/$\sqrt{ESL\ast C}$,
$\omega$=2$\pi$F, F为谐振频率。C和ESL越大，则谐振频率越低，即电容对高频干扰的滤波效果越差；C和ESL越小，谐振频率越高，越适合于滤除高频干扰。
实际电路中，噪声等干扰往往不是处在一个频率点上，而是占据一段频带。这就要求在电路设计中，利用多种不同的电容构造一个比较宽的低阻抗频带，尽可能地覆盖噪声频带。
如下图，用三个不同规格的电容并联，其效果是构成一段比较宽的低阻抗频带。

相同封装类型不同容值电容并联效果
电容器件的阻抗频率曲线由其电容分量和ESL分量共同决定，两个电容容值不同，但类型和封装都相同，因此ESL相同
。例如两个0603 1uF与0.01uF并联后的阻抗频率曲线如图所示，并不能达到展宽低阻抗频带的目的。

不同封装不同容值相同类型电容并联效果
如上述例子，改进的方法是：封装分别选取0603和0402，并联后的阻抗频率曲线如图所示：

若干各相同电容并联效果
使用若干个相同的电容并联在一起，共同为某一电源滤波，这样做的目的，一方面是起到去耦电容的本地“小池塘”作用，另一方面是为了在谐振点上得到更低的阻抗（相当多个ESR并联后阻值更小），但这样做，并没有展宽低阻抗频带。

相同类型和容值不同封装并联效果
以0603和0402的0.01uF电容为例，阻抗频率曲线如下。
显然0402封装的阻抗频率曲线能包含0603封装的曲线。0603封装的电容其实没有真正发挥作用。

电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系，温度越高，电容器的寿命越短。普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏。但是现在有很多种类的电解电容器的工作环境温度已经很高在环境温度为90℃，通过电解电容器的交流电流和额定脉冲电流的比为0.5时，寿命仍然为10000h，但是如果温度上升到95℃时，电解电容器即已经损坏。

因此，在选择电容器的时候，应该根据具体的环境温度和其它的参数指标来选定，如果忽略了环境温度对电容器寿命的影响，那么电源工作的可靠性、稳定性将大大降低，甚至损坏设备和仪器。就一般情况而言，电解电容器工作在环境温度为80℃时，一般能达到10000h寿命的要求。

另一方面，电解电容器的寿命还与电容器长时间工作的交流电流与额定脉冲电流（一般是指在85℃的环境温度下测试值，但是有一些耐高温的电解电容器是在125℃时测试的数据）的比值有关。一般说来，这个比值越大，电解电容器的寿命越短，当流过电解电容器的电流为额定电流的3.8倍时，电解电容器一般都已经损坏。所以，电解电容器有它的安全工作区，对于一般应用，当交流电流与额定脉冲电流的比值在3.0倍以下时，对于寿命的要求已经满足。环境温度和纹波电流对电解电容器的影响下图所示：

对于中小输出功率开关电源的工作频率除少数因价格限制而仍采用20~ 40kHz外，大多数均在50kHz以上；大功率开关电源的开关频率受主开关（一般采用IGBT）的开关速度限制而一般在20~40kHz。尽管开关频率有所不同，但是开关电源的输出整流滤波电容器的作用基本相同，主要是通过利用滤波电容器吸收开关频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。

在开关电源输出端用的滤波电容，与工频电路中选用的滤波电容并不一样，在工频电路中用作滤波的普通电解电容器，其上的脉动电压频率仅有100Hz，充放电时间是毫秒数量级，为获得较小的脉动系数，需要的电容量高达数十万微法，因而一般低频用普通铝电解电容器制造目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。

在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器，由于大多数的开关电源工作在方波或矩形波的状态，含有及其丰富的高次谐波电压与电流，其上锯齿波电压的频率高达数十千赫，甚至数十兆赫，它的要求和低频应用时不同，电容量并不是主要指标，衡量它好坏的则是它的阻抗频率特性，如图所示。

某47μF/350V铝电解电容器的阻抗频率特性

由图可知，随着频率的升高，容抗下降、感抗上升，容抗等于感抗并相互抵消时的频率为铝电解电容器的谐振频率，这时的阻抗最低，仅剩下ESR。如果ESR为零，则这时的阻抗也为零；频率继续上升，感抗开始大于容抗，当感抗接近于ESR时，阻抗频率特性开始上升，呈感性，从这个频率开始以上的频率下电容器时间上就是一个电感。

由于制造工艺的原因，电容量越大，寄生电感也越大，谐振频率也越低，电容器呈感性的频率也越低。这就要求它在开关稳压电源的工作频段内要有低的等效阻抗，同时，对于电源内部，由于半导体器件开始工作所产生高达数百千赫的尖峰噪声，亦能有良好的滤波作用，一般低频用普通电解电容器在10kHz左右，其阻抗便开始呈现感性，无法满足开关电源使用要求。

用于开关稳压电源输出整流的电解电容器，要求其阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz时仍不呈现上升趋势。电解电容器ESR较低，能有效地滤除开关稳压电源中的高频纹波和尖峰电压。而普通电解电容器在100kHz后就开始呈现上升趋势，用于开关电源输出整流滤波效果相对较差。

笔者在实验中发现，普通CDII型中4700μF,16V电解电容器，用于开关电源输出滤波的纹波与尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高频电解电容器的低，同时普通电解电容器温升相对较高。当负载为突变情况时，用普通电解电容器的瞬态响应远不如高频电解电容器。

开关电源为了高效率而提高了工作频率的高频化，特别是小型高输出开关电源中输入滤波用电容器要求高纹波性，输出端低阻抗化。要使输出滤波用电容器在高频下低阻抗化，必须降低等效串联电阻。

影响电解电容器性能的最主要的参数之一就是纹波电流问题。纹波电流对铝电解电容器的影响主要是在ESR上产生功耗使铝电解电容器发热，进而缩短使用寿命。从特性曲线中（图2）可以看到，纹波电流在ESR上产生的损耗与纹波电流有效值的平方成正比，因而随着纹波电流的增加，小时寿命曲线类似于抛物线函数曲线。

降低纹波电流的方法可以采用较大容量的铝电解电容器，毕竟大容量铝电解电容器可承受的纹波电流比小容量的铝电解电容器大；也可以采用多只小容量铝电解电容器的并联方式，还可以选用纹波电流低的电路拓扑结构。

一般而言，反激式变换器产生的开关变换电流相对最大。表1是各种开关变换器电路拓扑的直流电流、整流滤波的纹波电流、开关变换电流和滤波电容上的总纹波电流。

表1 各种开关变换器电路拓扑的整流滤波的纹波电流和开关变换电流

就平板电视来说，为了能承受大电流，就需要进一步降低电容的ESR。其原因是，在数字设备中，随着功能的增加，电路的电流有越来越大的趋势。对于在液晶电视中进行MPEG编解码工作的图像处理电路来说，2006年一块芯片中电源电路的电流约为3A。据有关人士预测称，为了应对全H D (全高清等要求而增大电路的规模以后，芯片中的电流将增加到5A 左右，而且在2008 年前后将会达到8A~9A。

如果ESR小，则在有大电流流动时，电容输出电压的下降量也小。伴随着电流增大而来的降低ESR的要求，有可能成为推进电容替换进程的主要原因。相对于铝电解电容将近1Ω的ESR来说，多层陶瓷电容的ESR很小，还不到10mΩ。导电性高分子电容的ESR通常为几十mΩ，ESR比较小的则在10mΩ以下。

开关电源是一种采用开关式控制的直流稳压电源，它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于各种通信设备、家用电器、计算机及其终端设备。作为输入滤波和平滑作用的铝电解电容器，它的质量和可靠性直接影响到开关电源的可靠性。一旦铝电解电容器失效，就会导致开关稳压电源的故障。

开关稳压电源用铝电解电容器的失效模式有击穿失效、开路失效、漏液失效及电参数超差失效。其中击穿失效又分为介质击穿和热击穿，对于大功率和大电流输出的开关电源用电解电容器，热击穿失效常占一定比例；

电腐蚀导致铝引出条断裂和电容器芯子干涸，使开关稳压电源用铝电解电容器开路失效的主要失效模式；漏液是开关稳压电源用铝电解电容器常见的失效模式，由于使用环境及工作状态较严酷，常发生漏液失效；开关稳压电源用铝电解电容器在使用中最常见的失效模式是电容量减少、漏电流增大及损耗角正切值增大。

1、高频用C0G/NP0，低频用X7R，实在不行才X5R，从来不碰Y5V之类的东西
2、特殊接地场合用2000V的，一般都用50V的，大容量没办法才降低到25或16，但电压余量要留出至少一倍。
3、不敢用到这个封装，该电压下容量最高那款，以前看到哪本书上提到过说不够稳定
4、电源输入输出滤波，在pdf标称或示意图电容容量的基础上，至少再加一倍容量
5、超过1206封装的MLCC从来不用，因为某些书上说PCB受力时容易微断裂，产生内部短路风险。
6、钽从来不用，因为刚参见工作就烧过，吓的以后再也不敢了
7、需要容量偏大又要比较准时用CBB的

1、原材料——陶瓷粉配料关键的部分(原材料决定MLCC的性能)；
2、球磨——通过球磨机(大约经过2-3天时间球磨将瓷份配料颗粒直径达到微米级)；
3、配料——各种配料按照一定比例混合；
4、和浆——加添加剂将混合材料和成糊状；
5、流沿——将糊状浆体均匀涂在薄膜上(薄膜为特种材料，保证表面平整)；
6、印刷电极——将电极材料以一定规则印刷到流沿后的糊状浆体上(电极层的错位在这个工艺上保证，不同MLCC的尺寸由该工艺保证)；