電容是電路設(shè)計中為普通常用的器件，是無源元件之一。有源器件簡單地說就是需要能源的器件叫有源器件，不需要能源的器件就是無源器件。電容也常常在高速電路中扮演重要角色。

　　電容的作用和用途，一般都有好多種，如：在旁路、去藕、濾波、儲能方面的作用；在完成振蕩、同步以及時間常數(shù)的作用等。

　　01

　　隔直流

　　電容的作用之一，阻止直流通過而讓交流通過。

　　02

　　旁路(去耦)

　　電容的另一個作用，為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。

    旁路電容

　　旁路電容，又稱為退耦電容，是為某個器件提供能量的儲能器件。它利用了電容的頻率阻抗特性（理想電容的頻率特性隨頻率的升高，阻抗降低），就像一個水塘，它能使輸出電壓輸出均勻，降低負(fù)載電壓波動。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，這是阻抗要求。

　　在畫PCB時候特別要注意，只有靠近某個元器件時候才能抑制，電壓或其他輸信號因過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。說白了就是把直流電源中的交流分量，通過電容耦合到電源地中，起到了凈化直流電源的作用。如圖1為旁路電容，畫圖時候要盡量靠近IC1.

　　圖1

　　去藕電容

　　去耦電容是把輸出信號的干擾作為濾除對象。去耦電容相當(dāng)于電池，利用其充放電，使得放大后的信號不會因電流的突變而受干擾。它的容量根據(jù)信號的頻率、抑制波紋程度而定，去藕電容就是起到一個“電池”的作用，滿足驅(qū)動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。圖2為去耦電容。

　　圖2

　　兩者區(qū)別

　　旁路電容實際也是去藕合的，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)諧振頻率一般取 0.1F、0.01F等；而去耦合電容的容量一般較大，可能是10F或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。

　　旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。

　　03

　　耦合

　　電容的還有耦合作用，即作為兩個電路之間的連接，允許交流信號通過并傳輸?shù)较码娐?。

　　用電容做耦合的元件，是為了將前級信號傳遞到后，并且隔斷前的直流對后的影響，使電路調(diào)試簡單，性能穩(wěn)定。

　　如果不加電容交流信號放大不會改變，只是各級工作點需重新設(shè)計，由于前后級影響，調(diào)試工作點非常困難，在多級時幾乎無法實現(xiàn)。

　　04

　　濾波

　　這個對電路而言很重要，CPU背后的電容基本都是這個作用。

　　即頻率f越大，電容的阻抗Z越小。當(dāng)?shù)皖l時，電容C由于阻抗Z比較大，有用信號可以順利通過；當(dāng)高頻時，電容C由于阻抗Z已經(jīng)很小了，相當(dāng)于把高頻噪聲短路到GND上去了。

　　濾波作用：理想電容，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。電解電容一般都是超過1uF，其中的電感成份很大，因此頻率高后反而阻抗會大。

　　我們經(jīng)?？匆姡袝r會看到有一個電容量較大的電解電容并聯(lián)了一個小電容，其實大的電容通低頻，小電容通高頻，這樣才能充分濾除高低頻。電容頻率越高則衰減越大，電容像一個水塘，幾滴水不足以引起它的很大變化，也就是說電壓波動不是很大的時候，電壓可以緩沖，如圖3。

　　圖3

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　　溫度補償

　　針對其它元件對溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響，而進(jìn)行補償，改善電路的穩(wěn)定性。

　　由于定時電容的容量決定了行振蕩器的振蕩頻率，所以要求定時電容的容量非常穩(wěn)定，不隨環(huán)境濕度變化而變化，這樣才能使行振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定。因此采用正、負(fù)溫度系數(shù)的電容釋聯(lián)，進(jìn)行溫度互補。

　　當(dāng)工作溫度升高時，C1的容量在增大，而C2的容量在減小，兩只電容并聯(lián)后的總?cè)萘繛閮芍浑娙萑萘恐停捎谝粋€容量在增大而另一個在減小，所以總?cè)萘炕静蛔儭?/p>

　　同理，在溫度降低時，一個電容的容量在減小而另一個在增大，總的容量基本不變，穩(wěn)定了振蕩頻率，實現(xiàn)溫度補償目的。

　　06

　　計時

　　電容器與電阻器配合使用，確定電路的時間常數(shù)。

　　輸入信號由低向高跳變時，經(jīng)過緩沖1后輸入RC電路。電容充電的特性使B點的信號并不會跟隨輸入信號立即跳變，而是有一個逐漸變大的過程。當(dāng)變大到一定程度時，緩沖2翻轉(zhuǎn)，在輸出端得到了一個延遲的由低向高的跳變。

　　時間常數(shù)：以常見的RC串聯(lián)構(gòu)成積分電路為例，當(dāng)輸入信號電壓加在輸入端時，電容上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小，電阻R和電容C串聯(lián)接入輸入信號VI，由電容C輸出信號V0，當(dāng)RC (τ)數(shù)值與輸入方波寬度tW之間滿足：τ>>tW，這種電路稱為積分電路。

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　　調(diào)諧

　　對與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。

　　變?nèi)?a target="_blank">二極管的調(diào)諧電路

　　因為lc調(diào)諧的振蕩電路的諧振頻率是lc的函數(shù)，我們發(fā)現(xiàn)振蕩電路的與諧振頻率之比隨著電容比的平方根變化。此處電容比是指反偏電壓時的電容與反偏電壓時的電容之比。因而，電路的調(diào)諧特征曲線（偏壓一諧振頻率）基本上是一條拋物線。

　　08

　　整流

　　在預(yù)定的時間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。

　　09

　　儲能

　　儲存電能，用于必須要的時候釋放。

　　例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等。如今某些電容的儲能水平己經(jīng)接近鋰電池的水準(zhǔn)，一個電容儲存的電能可以供一個手機(jī)使用一天。

　　一般地，電解電容都會有儲能的作用。對于專門的儲能作用的電容，電容儲能的機(jī)理為雙電層電容以及法拉第電容，其主要形式為超級電容儲能。

　　其中超級電容器是利用雙電層原理的電容器，當(dāng)外加電壓加到超級電容器的兩個極板上時，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲正電荷，負(fù)極板存儲負(fù)電荷；在超級電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場。這種正電荷與負(fù)電荷在兩個不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。