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电容是电路设计过程中最常用的元件之一，由于电容种类繁多，参数复杂，所以在电容的选用上具有一定的难度，而网络上所能查到的资料往往不够全面或有矛盾之处，所以希望通过本文对电容相关内容做一个小结，以方便后续工作。 一个比较完整的实际使用的电容模型如下图：
引线电感：电容引脚本身具有的电感，典型插件电容的引脚电感约为4nH或1nH/mm，0805封装的表贴电容的总电感约为1nH。 引线电阻：电容引脚本身具有的电阻，在高频下由于趋肤特性导致电流实际横截面积减小，引起引线电阻相应增大。 介质损耗等效电阻：指极板间电介质分子极化形成的电偶极子在外加的交流电场的驱动下发生旋转摩擦产生能量损耗的等效电阻，这种损耗称为介质损耗。 本体电感：电容主体部分具有的电感，所有具有卷绕结构的电容都有比较大的本体电感，如铝电解电容、薄膜电容等。 漏电阻：电介质本身阻抗并非无穷大，所以会有微量的电流流过电介质形成漏电流，漏电流大的电容不适合应用于积分电路中。一般电解电容的漏电流大，薄膜电容的漏电流小。 寄生电容：电容与PCB间的杂散分布电容。
下面介绍电路设计过程中经常会涉及到的电容的重要参数 1、电容量 由于材料和制造工艺的不同，不同类型的电容的容量范围有很大的不同，列举如下：
介质类型 | 容量范围 | 云母电容 | 1pf-0.1uF | 低介陶瓷电容 | 1pf-0.01uF | 有机薄膜电容 | 10pf-10uF | 高介陶瓷电容 | 1nF-10uF | 铝电解电容 | 0.1uF-0.1F | 固体铝电解电容 | 0.1uF-1000uF | 钽电解电容 | 0.1uF-1000uF | 活性炭电容 | 22000uF-10F |
如果选用的电容的容量超过对应种类的容量范围，往往导致价格与容量不成比例或无法购买到。当然随着工艺的进步同种电容的容量也在向两边不断扩展，但这种扩展是有限的。
实际电容的容量会随各种环境因素的变化而变化。 a.电容量的温度特性： 由于电介质的介电常数随温度的变化而变化所以，电容量也跟着变化。 在瓷介电容中NP0属于Ⅰ类电容，其介质属于温度补偿型，所以其容量随温度的变化很小，一般小于+-30ppm，X7R,Y5V,Z5U属于Ⅱ类电容，其容量随温度的变化较大。 X7R电容当温度在-55℃--+125℃时其容量变化为+-15%。 Y5V 在-30℃--85℃范围内其容量变化可达+22%--82%。 Z5U在+10℃-- +85℃ 温度特性 +22% -- -56%。
b.电容量的电压特性： 对于高介电常数的的瓷介电容如X7R,Y5V,Z5U，容易出现介质极化饱和现象，其介电常数会随着电压的升高而减小，导致在较高电压时电容量下降，这种现象在低介电常数的电容中不容易出现，比如，NP0电容，铝电解电容，薄膜电容等。 在音频耦合电路中，Uo=Ui*Ri/ (Ri+Xc)，Ri为次级输入电容，Xc为偶尔电容的容抗。 如果Xc随Ui变化而变化，就会导致Uo与Ui呈非线性关系，出现谐波失真（THD）。所以在音频耦合电路中应避免使用瓷介电容。
2、额定电压和极性 为了减小电容的体积，增加电容的容量，常用电容的两极板间的电介质往往非常的薄，为了防止薄电介质被强电场击穿，所以必须限定电容两端的所能施加的最大电压，也就是额定电压。 铝电解电容的一个极板为铝片，另一个极板为电解质，为防止两级之间发生电化学反应损伤电介质氧化膜，必须使得铝片为正极，电解质为负极。如果铝电解电容长期放置不用电介质膜也会慢慢溶解导致漏电流增加，此时给电容加上一个接近额定电压的正电压一小段时间后电介质膜会自动修复，恢复到正常状态。这也是部分老旧电器长时间放置不用后性能会下降，上电一段时间后性能会自动恢复的重要原因之一。
3、自谐振频率： 由于电容引线上的电感和部分类型电容极板本身的螺旋结构具有的电感，与电容本身构成了一个串联LC谐振电路，所以电容具有一个谐振频率，在这个谐振点上电容的阻抗最低，其阻抗特性曲线为“V”字形，最低阻抗约为引线电阻和本体电阻的串联值2*R1+Re，低于这个频率电容呈“容性”，高于这个频率时呈“感性”。 电解电容的谐振频率在100KHz左右，所以在DC/DC后端不能使用电解电容作为其滤波电容（DC/DC开关频率一般在300KHz以上）。 在EMI试验中，可以利用电容谐振时阻抗很低的特性，选择适当容量的电容，焊接在辐射源的电源上，加强谐振频率附近的电容退偶作用，可以有效地减低特定频率上的辐射量。 表贴瓷介电容的谐振频率与容量有关，对应关系大致如下表，单位是MHz 容值 | 105 | 104 | 103 | 102 | 101 | 10 | 0805 | 5 | 16 | 50 | 160 | 500 | 1600 | 0603 | 7.5 | 24 | 75 | 240 | 750 | 2400 |
其它封装的瓷介电容的自谐振频率可以根据下表不同封装对应的电感量自行计算。 封装 | 0603 | 0805 | 1206 | 1210 | 电感 | 0.87nH | 1.05nH | 1.2nH | 0.98nH |
4、等效串联电阻（ESR） 等效串联电阻为引线电阻和介质损耗等效电阻的和，即ESR=R1+Re。 ESR受电容耐压、容量和频率影响都很大，比较难以掌握，一般地，耐压越高、容量越大、频率越高其ESR越低。 4.7uH/16V、Y5V、 1206封装电容在1KHz是其ESR约为1欧，100KHz以上时约为几十毫欧。同规格X7R介质电容ESR约为其的一半。 5、损耗角正切（DF）： 由于引线电阻和介质损耗等效的存在，流过电容的正弦电流与电容上的电压的的相位差并非严格等于-90°，而是比-90°稍小的一个值，这个角与-90°的差值即为损耗角，其正切值记为tanσ。数值上tanσ=Zr/Zc，由于Zc 随频率升高而减小，所以损耗角正切它随频率升高而增大。所以要测试比较两个电容的损耗角正切，需要在相同的频率下进行。 从能量损耗的角度看，由于引线电阻和介质损耗的存在，电流流过电容时会因发热会导致能量损耗。损耗角正切描述的是电容上发热损耗的功率与通过电容的无功功率的比值，所以我们称之为“损耗”角，而不是用其它称呼。 ESR与DF的可以用公式ESR=DF/Xc=DF/2πfC 进行换算。
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