從電容十說中了解電容
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流的電源去耦、濾波及低頻信號耦合電路的低功耗表現比較突出。
另一類多層陶瓷電容是 C0G 類，它的容量多在 1000pF 以下， 該類電容
器主要性能指標是損耗角正切值 tgδ(DF)。傳統的貴金屬電極（NME）的 C0G
產品 DF 值范圍是 (2.0 ～ 8.0) × 10-4，而技術創新型賤金屬電極（BME）的
C0G 產品 DF 值范圍為 (1.0 ～ 2.5) × 10-4， 約是前者的 31 ～ 50%。 該
類產品在載有 T/R 模塊電路的 GSM、CDMA、無繩電話、藍牙、GPS 系統中
低功耗特性較為顯著。較多用于各種高頻電路，如振蕩/同步器、定時器電路等。
話說電容之五：鉭電容替代電解電容的誤區
通常的看法是鉭電容性能比鋁電容好，因為鉭電容的介質為陽極氧化后生成
的五氧化二鉭，它的介電能力（通常用ε 表示）比鋁電容的三氧化二鋁介質要高。
因此在同樣容量的情況下，鉭電容的體積能比鋁電容做得更小。（電解電容的電
容量取決于介質的介電能力和體積，在容量一定的情況下，介電能力越高，體積
就可以做得越小，反之，體積就需要做得越大）再加上鉭的性質比較穩定，所以
通常認為鉭電容性能比鋁電容好。
但這種憑陽極判斷電容性能的方法已經過時了，目前決定電解電容性能的關
鍵并不在于陽極，而在于電解質，也就是陰極。因為不同的陰極和不同的陽極可
以組合成不同種類的電解電容，其性能也大不相同。采用同一種陽極的電容由于
電解質的不同，性能可以差距很大，總之陽極對于電容性能的影響遠遠小于陰極。
還有一種看法是認為鉭電容比鋁電容性能好，主要是由于鉭加上二氧化錳陰
極助威后才有明顯好于鋁電解液電容的表現。如果把鋁電解液電容的陰極更換為
二氧化錳， 那么它的性能其實也能提升不少。
可以肯定，ESR 是衡量一個電容特性的主要參數之一。 但是，選擇電容，
應避免 ESR 越低越好，品質越高越好等誤區。衡量一個產品，一定要全方位、
多角度的去考慮，切不可把電容的作用有意無意的夸大。
---以上引用了部分網友的經驗總結。
普通電解電容的結構是陽極和陰極和電解質，陽極是鈍化鋁，陰極是純鋁，
所以關鍵是在陽極和電解質。陽極的好壞關系著耐壓電介系數等問題。
一般來說，鉭電解電容的ESR 要比同等容量同等耐壓的鋁電解電容小很多，
高頻性能更好。如果那個電容是用在濾波器電路（比如中心為50Hz 的帶通濾波
器）的話，要注意容量變化后對濾波器性能（通帶...）的影響。
話說電容之六：旁路電容的應用問題
嵌入式設計中，要求 MCU 從耗電量很大的處理密集型工作模式進入耗電量
很少的空閑/休眠模式。這些轉換很容易引起線路損耗的急劇增加，增加的速率
很高，達到 20A/ms 甚至更快。通常采用旁路電容來解決穩壓器無法適應系統中高速器件引起的負載變化，以確保電源輸出的穩定性及良好的瞬態響應。旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡
量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致
的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。
應該明白，大容量和小容量的旁路電容都可能是必需的，有的甚至是多個陶
瓷電容和鉭電容。這樣的組合能夠解決上述負載電流或許為階梯變化所帶來的問
題，而且還能提供足夠的去耦以抑制電壓和電流毛刺。在負載變化非常劇烈的情
況下，則需要三個或更多不同容量的電容，以保證在穩壓器穩壓前提供足夠的電
流。快速的瞬態過程由高頻小容量電容來抑制，中速的瞬態過程由低頻大容量來
抑制，剩下則交給穩壓器完成了。
還應記住一點，穩壓器也要求電容盡量靠近電壓輸出端。
話說電容之七：電容的等效串聯電阻ESR
普遍的觀點是：一個等效串聯電阻（ESR）很小的相對較大容量的外部電容
能很好地吸收快速轉換時的峰值（紋波）電流。但是，有時這樣的選擇容易引起
穩壓器（特別是線性穩壓器 LDO）的不穩定，所以必須合理選擇小容量和大容
量電容的容值。永遠記住，穩壓器就是一個放大器，放大器可能出現的各種情況
它都會出現。
由于 DC/DC 轉換器的響應速度相對較慢，輸出去耦電容在負載階躍的初始
階段起主導的作用，因此需要額外大容量的電容來減緩相對于 DC/DC 轉換器
的快速轉換，同時用高頻電容減緩相對于大電容的快速變換。通常，大容量電容
的等效串聯電阻應該選擇為合適的值，以便使輸出電壓的峰值和毛刺在器件的
Dasheet 規定之內。
高頻轉換中，小容量電容在 0.01μF 到0.1μF 量級就能很好滿足要求。表
貼陶瓷電容或者多層陶瓷電容（MLCC）具有更小的 ESR。另外，在這些容值
下，它們的體積和 BOM 成本都比較合理。如果局部低頻去耦不充分，則從低
頻向高頻轉換時將引起輸入電壓降低。電壓下降過程可能持續數毫秒，時間長短
主要取決于穩壓器調節增益和提供較大負載電流的時間。
用 ESR 大的電容并聯比用 ESR 恰好那么低的單個電容當然更具成本效
益。然而,這需要你在 PCB 面積、器件數目與成本之間尋求折衷。
話說電容之八：電解電容的電參數
這里的電解電容器主要指鋁電解電容器，其基本的電參數包括下列五點：
1、電容值
電解電容器的容值，取決于在交流電壓下工作時所呈現的阻抗。因此容值，
也就是交流電容值，隨著工作頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。在標準
JISC 5102 規定：鋁電解電容的電容量的測量條件是在頻率為 120Hz，最大交
流電壓為 0.5Vrms，DC bias 電壓為1.5 ～ 2.0V 的條件下進行。可以斷言，
鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。
2、損耗角正切值 Tan δ
在電容器的等效電路中，串聯等效電阻 ESR 同容抗 1/ωC 之比稱之為 Ta
n δ， 這里的 ESR 是在 120Hz 下計算獲得的值。顯然，Tan δ 隨著測量頻率
的增加而變大，隨測量溫度的下降而增大。
3、阻抗 Z
在特定的頻率下，阻礙交流電流通過的電阻即為所謂的阻抗（Z）。它與電
容等效電路中的電容值、電感值密切相關，且與 ESR 也有關系。
Z = √ [ESR2 + (XL - XC)2 ]
展峻的筆記 http://xabai.21ic.org
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式中，XC = 1 / ωC = 1 / 2πfC
XL = ωL = 2πfL
電容的容抗（XC）在低頻率范圍內隨著頻率的增加逐步減小，頻率繼續增加
達到中頻范圍時電抗（XL）降至 ESR 的值。當頻率達到高頻范圍時感抗（XL）
變為主導，所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。
4、漏電流
電容器的介質對直流電流具有很大的阻礙作用。然而，由于鋁氧化膜介質上
浸有電解液，在施加電壓時，重新形成的以及修復氧化膜的時候會產生一種很小
的稱之為漏電流的電流。通常，漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。
5、紋波電流和紋波電壓
在一些資料中將此二者稱做“漣波電流”和“漣波電壓”，其實就是 ripple
current，ripple voltage。 含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。 它們和
ESR 之間的關系密切，可以用下面的式子表示：
Urms = Irms × R
式中，Vrms 表示紋波電壓
Irms 表示紋波電流
R 表示電容的 ESR
由上可見，當紋波電流增大的時候，即使在 ESR 保持不變的情況下，漣波
電壓也會成倍提高。換言之，當紋波電壓增大時，紋波電流也隨之增大，這也是
要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流后，由于電容內部的等效串
連電阻（ESR）引起發熱，從而影響到電容器的使用壽命。一般的，紋波電流與
頻率成正比，因此低頻時紋波電流也比較低。
話說電容之九：電容器參數的基本公式
1、容量（法拉）
英制： C = ( 0.224 × K · A) / TD
公制： C = ( 0.0884 × K · A) / TD
2、電容器中存儲的能量
E = ? CV2
3、電容器的線性充電量
I = C (dV/dt)
4、電容的總阻抗（歐姆）
Z = √ [ RS
2 + (XC – XL)2 ]
5、容性電抗（歐姆）
XC = 1/(2πfC)
6、相位角 Ф
理想電容器：超前當前電壓 90o
理想電感器：滯后當前電壓 90o
理想電阻器：與當前電壓的相位相同
7、耗散系數 (%)
D.F. = tan δ （損耗角）
= ESR / XC
= (2πfC)(ESR)
8、品質因素
Q = cotan δ = 1/ DF
9、等效串聯電阻ESR（歐姆）
ESR = (DF) XC = DF/ 2πfC
10、功率消耗
Power Loss = (2πfCV2) (DF)
11、功率因數
PF = sin δ (loss angle) – cos Ф (相位角)
12、均方根
rms = 0.707 × Vp
13、千伏安KVA （千瓦）
KVA = 2πfCV2 × 10-3
14、電容器
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