电容器
Capacitor - 储存电荷的被动元件
什么是电容器？
电容器（Capacitor）是一种储存电荷的被动元件，由两个导体之间夹绝缘介质（电介质）构成。当电容器两端施加电压时，会在两个导体上积累相反的电荷，从而储存能量。
电容的基本公式：C = Q/V，其中C为电容值（法拉），Q为电荷量（库仑），V为电压（伏特）。
电容器的分类
按介质材料分类
| 类型 | 特点 | 容量范围 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 陶瓷电容 | 高频特性好，体积小，稳定性好 | 1pF ~ 10μF | 高频滤波、耦合、旁路 |
| 电解电容 | 容量大，成本低，有极性 | 1μF ~ 10000μF | 电源滤波、储能 |
| 薄膜电容 | 稳定性好，精度高，损耗低 | 1nF ~ 100μF | 精密滤波、耦合、振荡 |
| 钽电容 | 低ESR，高频特性好，寿命长 | 1μF ~ 1000μF | 精密电源滤波、开关电源 |
| 纸介电容 | 成本低，容量大 | 1000pF ~ 10μF | 早期应用，现在较少 |
| 云母电容 | 稳定性极高，精度高 | 1pF ~ 0.1μF | 高频精密电路 |
按极性分类
- 无极性电容：陶瓷电容、薄膜电容、云母电容等，可任意接入电路
- 有极性电容：电解电容、钽电容等，必须按正确极性接入，否则会损坏
主要参数
- 标称容量：电容的额定电容量，单位包括F、mF、μF、nF、pF
- 允许偏差：实际容量与标称容量的允许偏差，通常±5%、±10%、±20%
- 耐压：电容可承受的最大工作电压，选型时需要大于电路工作电压
- ESR：等效串联电阻，理想电容为零，实际越大损耗越大
- ESL：等效串联电感，高频特性受影响
- 漏电流：介质绝缘不完美导致的微小电流
- 温度系数：容量随温度变化的程度
主要应用
滤波
电源滤波电路中，电容用于平滑输出电压，降低纹波
耦合
阻隔直流分量，通过交流信号，用于放大器级间连接
旁路
为交流信号提供低阻抗通路，滤除噪声
谐振
与电感配合构成谐振电路，用于振荡器、滤波器
储能
储存能量，在需要时快速释放，如闪光灯电路
定时
与电阻配合构成RC时间常数电路，用于定时器、延迟电路
选型要点
- 容量和耐压：根据电路需求选择合适的容量和工作电压
- 极性：有极性电容注意正负极，不能接反
- 频率特性：高频电路选择低ESR、低ESL的陶瓷或薄膜电容
- 温度特性：温度敏感电路选择温度系数小的电容
- 寿命：电解电容有寿命限制，注意工作温度和纹波电流
注意：电解电容有极性，接反会导致发热甚至爆炸！