 ----------------------目录----------------------1 简介 2 初识电容 3 电容功能 4 降额设计 5 往期好章推荐 ------------------------------------------------ 1 简介 电容器是PCB设计过程中应用比较广泛的器件，那么电容器与我们常说的电容有什么区别呢？电容器就是我们常说的电子元器件；电容是电容器存储电荷能力的一种度量，表示单位电压作用下所存储的电荷总量，常用符号：C。在设计过程中我们常将这两个概念混用，文章后面也不做区分。  2 认识电容 2.1 电容的基本结构 电容的基本结构是由两个极板组成，电容的大小两个极板正对面积、极板间距、电介质的电容率、真空电容率、电介质的相对电容率强相关。  当在电容一个极板上施加一个电压时，电子会迅速聚集到另外一个极板上，这个过程我们称之为电介质的极化。其主要呈现的特点为： o 正对面积越大，存储的电荷量越多，即电容量越大。 o 极板间的距离越小，存储的电荷量越多，即电容量越大。 o 电介质的相对电容率越高，存储的电荷量越多，即电容量越大。  2.2 电容的分类下面是列举了一下我们平时设计中常用的电容类别，还有一些不常用的电容的应用可以私信我，我们一起交流学习！  3 电容的功能 3.1 通交隔直 这是电容最重要的一个特性，电容对于直流电源呈现出开路特性；电容对于交流信号呈现短路状态。虽然不是在绝缘体内部出现电子移动，但实际上与流过交流电流相同，因此可视为电容器使交流电流通过。相对于通常的电流（传导电流），我们将该电流称为位移电流。  正弦波交流电的电压波形与电流波形：  3.2 频率越高，阻抗越小 电容阻抗的计算公式见下：  电容的阻抗与频率、电容成反比，即： o 频率越高，阻抗越小； o 电容越大，阻抗越小。 o 见下图，频率越高、电容量越大，交流信号越容易通过。  电容阻抗的计算公式 3.3 滤波特性 关于电容的滤波，我们听得最多的无非是旁路电容（Bypass）和去耦电容(Decoupling)。定义见下： o 所谓旁路就是提供一个比原来传输路径阻抗更低的新路径，让能量绕开原来的高阻抗路径，从新的低阻抗路径传输。 o 所谓去耦就是不让能量通过一个电路传递到另一个电路。 说明：起旁路作用的电容就是旁路电容；起去耦作用的电容就是去耦电容。 在下面电路图中，关于C158、C159、C160是旁路电容还是去耦电容是否能分清呢？我们将从电源和IC的角度分别进行分析。  电源角度 电源模块不希望自身的噪声或者干扰耦合到下一级IC中，所以在电源模块和IC之间增加C158、C159用于滤除干扰信号。C158的主要功能是滤除低频干扰以及蓄能功能；C2电容值较小，主要用于滤除高频噪声。因此，两者都是去耦电容。 IC1角度 为了滤除电源模块带来的干扰（低频和高频），C158、C159提供了低阻抗回流路径；IC1不希望自身的噪声耦合到IC2，所以通过C160滤除信号中的高频干扰。 IC2角度 为了滤除IC1模块带来的高频干扰,C160提供了低阻抗回流路径,所以对于IC2来说C160是旁路电容。总结：
因此，分析角度不同，电容的叫法也不同。其实，没有必要纠结是什么电容，能解决实际问题才是关键。 3.4 自举电容特性 所谓的自举电容利用的是电容两端的电压不能突变。具体包含了两个部分： o 两端电压：是指电容一端相对于另外一端的电压。 o 不能突变：是指电容两端电压变化时，必须要有一个过程。 下面我们通过一个放着实验来验证这个过程： 初始状态 初始状态下S2是闭合的，NMOS管道导通。此时，电容下极板为0V,上极板为3V。  切换状态 快速断开S2，闭合S1。此时电容下极板为3.0V,由于电容两端的电压不能突变，上极板约为6V（3V+3V=6V）。  关于自举电容部分的内容，不知道你学会了吗？ 3.4 耦合电容 电容耦合与耦合电容是两个不同的概念哦！ o 电容耦合就是通过电容将交流信号能量从一个电路传递到另外一个电路的过程。 o 耦合电容是将交流信号从一个电路传递到另外一个电路的电容。 交流信号在高速信号的应用十分广泛，例如下PCIe电路中的应用：  AC电容应用的原则 o 优先按照手册进行设计，包括电容值、电容放置的位置等。 o 如果是IC到IC，建议靠近接收端进行放置（PCIe比较特殊，靠近发送端进行放置）。 o 如果是IC到连接器，建议靠近连接器进行放置。 4 降额设计 重点讲一下陶瓷电容的降额设计，具体见下
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