一、基础知识
1.1 电容的概念
电容就像水杯一样，越大的水杯，装的水越多。电容尺寸越大，容量越大。 
1.2 电容单位
电容器的单位是F，Farad，法拉。 这是一个超大的单位，一般电容不能达到这么大， 表示电容可以储存电荷。
但法拉不是电容电容器的绝对容量，而是相对值，这意味着在相同的电压下可以释放多少电。也就是说，每次释放一定的电量，电压就会下降一定的值。
可以理解，存储在电容器中的电量是容值x电压。这种电压指的是耐压值，即电容最高能充电多少伏。
1.3 电容符号
①：固定电容(无极性)。 ②-⑥：都是极性电容器。（tan，三声)电容，常用图②，铝电容器(上述实物图片的贴片电容器中的圆柱形电容器)和一些美国电容常用图片③-④，国标电解电容(上述实物电解电容)常用图⑤-⑥。 ⑦：半可变电容。 ⑧：全可变电容。
二、电容分类
2.1 极性电容器
极性电容器的正负不能接反，接反电容器容易爆炸。
2.1.1 液体电解电容
液体电解电容具有容量高、电压高、尺寸大、高频性能差、使用寿命一般、正负极等特点。 比如我们常用的铝电容，全称是铝电解电容，是极性电容。 
- 直标法：上图，容量68微法，耐压值400V。
- 数字表示法：方法与电阻相同，单位皮法。
- 字母表n3，就是3.3nf；4u7，就是4.7uf；100n，就是100nf。
- 有标志的是负极。
- 腿长的是正极。
2.1.2 固态电解电容
钽电容器也是一种电解电容器，用金属钽代替电解液，属于固态电解电容器。它具有容量高、电压低、尺寸小、高温特性好、使用寿命长、正负极等特点。 比如手机里会用到一些钽电容，电脑上也有很多。 
有标志的是正极。
2.2 无极性电容
2.2.1 陶瓷电容
陶瓷电容器(又称瓷片电容器)具有容值小、电压高、尺寸小、高频性能好、不区分正负极的特点。 
三、电容器参数
3.1 容值
一般陶瓷电容最小0.5pF最常用的0402电容是10uF10V，最大的0805电容是47uF10V。所有电解电容都是10uF起步，没有nF这么小，最多可以用到1万uF左右。
一般选型时，为了采购好，成本低，一般不会顶格选电容，设计时推荐 至于电解电容，也是如此。首先选择容量值和耐压值，然后在规格中找到常用尺寸。
容量能否更大主要取决于体积。变压器站使用的许多高压电容器比一个盒子大。普通电解电容器也可以像手臂一样大。
那么能不能做的比0小？.5pF还小？是的，但没有意义。0402电容的焊盘寄生电容接近1pF。这么小的电容器，主要用于射频部分。
电解电容的容量一般标记在外壳上，如220uF 25V信息。钽电容器的容值标记在电容器表面，与电阻相同。pF。例如226，就是22x106pF=22uF。
3.2 精度
电容的精度一般不高，陶瓷电容的精度高5%（J10%的普通档)，10%的普通档)，（K档）、20%（M还有一些 80%~20%（Z档）。pF5%的级别更多，nF等级的10%比较多，uF水平一般为20%。电解电容一般为20%。
为什么高精度电容器几乎不能使用？ 偶尔需要射频匹配和滤波网pF5%的等级电容器足以影响滤波器的频点。
3.3 尺寸
电容的尺寸：对于陶瓷电容和钽电容，其尺寸和电阻一样，小尺寸的用英制，0201、0402、0603、0805，大尺寸的用公制，如2520、3525等。对于柱状的电解电容，一般是用“直径x用高度来描述尺寸。
因此，在设计硬件时，应尽可能考虑预留电容器的大小。如果您预留6x11位置一般最大使用100uF 25V是的，换小的节约成本没问题，但是换大的很难。电容器制造商不能做6x11的470uF 25V电容器。陶瓷电容器也需要注意同样的问题，比如预留0805电容器，一般最大可以贴22uF 6.3V是的，很难找到更大容量或更高电压的材料。
3.4 包装及功率
功率和散热都与包装有关。功率选择大，成本高，造成浪费；功率选择小，电阻加热严重。功率在0.125w以下一般选用0805包装(贴片电容)。
四、电容器检测
万用表拨到蜂鸣档，分别接触被测电容器的两端引脚。如果听到声音，说明是好的，反之亦然。(长时间接触也是声音，但分别接触声音的持续时间不同。
- 万用表拨到电容档，将电容插入检测孔，可看到测量值和标称值大致相等。认为正常。
- 测量不区分极性，但是焊到电路板上要区分，弄错了容易导致电容爆炸。
五、硬件设计时需要考虑的因素
电容的耐压值，在弱电领域主要有4V、6.3V、10V、16V、20V、25V、35V、50V这些档位。上百伏的电容主要用在强电上。耐压值的选择非常非常重要，选错了会有生命危险。
如果把25V的电容，用在50V的电源上，会怎么样？陶瓷电容有机会扛得住，也可能被烧掉短路了。电解电容一般扛不住，直接击穿短路或干脆爆炸了。钽电容一定扛不住，升起一团烟火就烧掉了。
硬件设计选择电容的时候，务必要考虑清楚线路的最高电压，通常是折半使用，就是电容耐压值要达到线路电压的2倍或更多。例如5V电源上的电容要选择10V的，而不是6.3V的。20V的电源上的电容要选择50V的电容，而不是35V的。
经验上看，陶瓷电容可以选择略小一些的，因为陶瓷电容对高压的耐受能力比较好。钽电容一定要严格按照2倍以上来选择，因为钽电容比较容易被击穿。电解电容推荐使用2倍以上，以避免供应商品质控制不严格带来的隐患。
电容的方向：陶瓷电容不分正负极，电解电容和钽电容都有正负极的区分。如果接反了，就会击穿然后起火或者爆炸。
不巧的是，电解电容和钽电容都是对称的，正反都能焊接。在硬件设计的时候，要从原理图、PCB上明确区分电解电容和钽电容的正负极，不能画反了。SMT贴片的时候也要注意不能反着贴。 
5.1 电容器的串联与并联
- 电容器串联后，总容量减小，耐压值增加。
这里注意：串联要将一个电容器的头接上一个电容器的尾。- 电容器并联后，总容量增加，耐压值不变。
5.2 电容的使用经验
（1）在电源和负载之间一定要有一个电容用来储能滤波。
（2）
（3） 因为电解电容的误差比较大，所以一般会选择比较大的。
（4）在电源附近的电容有储能的作用，还有滤波的作用，但是储能用的电容的容值一般比较大，所以一般它只能虑除低频波；因此在储能电容的附近还会加一个容值非常小的电容，用来虑除高频波。
（5），因为电解电容的容量比较大，虽然精度不高，大容量的话只能选择电解电容； （一般是贴片式的也有插件式的，这两种封装在功能上没有任何的区别，仅仅在画PCB的时候需要考虑，譬如如果这个板子对高度有要求，就可以选择贴片的），瓷片电容的特点：容量小但精度高；瓷片电容和电解电容一般在电源部分配合使用。瓷片电容没有极性，电解电容有极性，有加号的一端一定要接正极，反接会使电源短路，电容会爆炸，瓷片电容一般用来滤高频波。
（6）瓷片电容的容值一般是：几皮法到几百纳法之间，譬如：33皮法、68皮法、47皮法、100皮法、200皮法、220皮法、 470皮法、860皮法、1000皮法=1纳法（102电容）、2.2纳法、4.7纳法、10纳法（103电容）、100纳法（104）等等。当电源来了一个很高的电压脉冲（高的dv/dt，也就是电压的变化率很大，高的dv/dt会对后面的电路造成很大的电磁干扰）之后，就可以经过瓷片电容，从而不会对后面的电路造成影响。浪涌电流：高的di/dt；尖峰电压：高的dv/dt。一般选择104电容来滤除高频。
（8）电容的容抗=1/(2πfC)：f指的是电源的频率，C指的是电容的容值；频率越大，容抗越小。
（9）带宽：任何一个电路都是工作在一定的频率范围之内的，这个频率范围就叫做这个电路的带宽。大于或是小于这个带宽电路都可能不会正常工作。电路中肯定是有很多电容的，根据电容容抗的计算公式可以看出，频率过高或过低都会使电容工作不同的特性，也就是电路板是不稳定的，从这个角度也需要有这个带宽的存在。
（10）电压：选耐压值多大的电容，耐压值一般选取电容两端电压的1.5倍（取一些余量，可以增长电容的使用寿命），譬如电容正极的电压是50v，那可以选择耐压值为75v的电容。
七、电容的作用
电源稳压、去耦、滤波、去干扰、射频调谐、最后才是储能
• 由 Leung 写于 2021 年 8 月 25 日
• 参考：【专题5: 硬件设计】 之 【2.电容】 电子电路基础 （5）——电容的认识 硬件基础知识（9）—电容容量、尺寸及作用