一篇文章带你了解电容的基础与简单计算
出处:网络整理 发布于:2026-06-02 14:30:38
一、电容的定义与结构
电容从狭义上来说,是由两块不连通的导体,以及中间的不导电材料构成。
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这便是电容的基本结构。需要注意的是,空气也可以作为中间的不导电材料。例如经典模型 “人 —— 地”,人穿着鞋站在大地上,鞋就是中间的不导电材料,地和人体是两个不连通的导体,此时就构成了一个 “电容”。
而广义上的电容,还包括寄生电容。比如在 PCB 上,两根没有短路在一起的走线是两个不连通的导体,根据实际工艺,两个导线之间会加上阻焊绿油,阻焊层不导电,这就符合了电容模型,我们称之为寄生电容。
二、电容的常见参数计算
电量 C 的计算涉及到一些物理量。
其中,εr 为相对介电常数;k 为静电力常量;S 为极板相对面积;d 为极板距离。相对介电常数一般可以从网上搜索得到,以空气为常见,其相对介电常数为 1。
三、常见的电容类型及特点
贴片电容(MLCC,又名瓷片电容):一般体积极小,有多种封装尺寸。但由于体积小,其电量低、耐压小。不过它具有良好的高频特性。在真实状态下,电容存在电阻 ESR 与寄生电感,在高频环境下,若寄生电感过大,电容实际上相当于一个电感。而贴片电容由于工艺原因,寄生电感非常小,所以能在高频环境下良好工作。
电解电容(AL Capacitor Cap):体积较大,所以电容值 C 可以很大,耐压也较大,但高频特性较差,这也是工艺导致的。同时,使用电解电容需要注意其极性,外围白白的一条的位置是负极,一旦反接,很容易爆炸,威力不小。
固态电容(Polymer Cap):也属于电解电容,但与普通电解电容材料不同,普通电解电容是电解液,而固态电容是一种特殊的高分子材料。这样很好地弥补了电解电容的不足,不会爆炸,使用寿命和稳定性都大大提高。
钽电容(Ta Cap):集成了前面两种电容的优点,具有良好的高频特性和高电容值,但耐压低,而且成本高,所以即便性能良好,也不太受青睐。
X 电容和 Y 电容:主要用于滤除共模和差模干扰,所以电容值 C 比较小,如果 C 太大,静态功耗就大。X、Y 电容常工作在高压环境,安全要求很高,不易短路。
CBB 电容:电容值 C 低,但的特点是耐压值高,高频特性好。由于制作工艺,在极端条件下可以做到无感。
超级电容:顾名思义,电容值超级大,这是由其材料决定的。
四、快速上手运用电容的方法
电容值 C 的范围:由计算公式可知,面积 S、距离 d 和介电常数对其影响。S 由封装决定,d 由工艺决定,介电常数由材料决定。
高频特性:受电阻与寄生电感的影响,电感越大高频特性越差,寄生电感又和工艺有关。
耐压范围:由材料决定。
输出电流、寄生电阻与工作特性:这些也是在使用电容时需要考虑的因素。
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