1.pcb設(shè)計(jì)之電容的構(gòu)造和特性

給導(dǎo)體加電位，導(dǎo)體就帶上電荷。但關(guān)于相同的電位，導(dǎo)體包容電荷的數(shù)量卻因它自身構(gòu)造的不同而不同。導(dǎo)體可以包容電荷的才能稱為pcb設(shè)計(jì)之電容。 通常，某導(dǎo)體包容的電荷Q(庫侖)與它的電位V(伏特，相關(guān)于大地)成正比，即有， 所以C就是該導(dǎo)體的pcb設(shè)計(jì)之電容量。pcb設(shè)計(jì)之電容的單位是法拉(F)。

在兩塊平行的金屬板之間插入絕緣介質(zhì)，且引出電極就成為了pcb設(shè)計(jì)之電容器。它的電路符號，分別為有極性pcb設(shè)計(jì)之電容和無極性pcb設(shè)計(jì)之電容。

若給pcb設(shè)計(jì)之電容器充電，pcb設(shè)計(jì)之電容器的兩極板上就會積聚電荷。給pcb設(shè)計(jì)之電容量為C的pcb設(shè)計(jì)之電容器以恒定電流強(qiáng)度I充電表示圖。假定pcb設(shè)計(jì)之電容器初始不帶電荷，即它兩端的初始電壓等于零。我們回想電流的定義：電荷在導(dǎo)體內(nèi)活動(dòng)構(gòu)成了電流，單位時(shí)間內(nèi)流過導(dǎo)體橫截面的電荷量稱為電流強(qiáng)度，即有，則，又因在pcb設(shè)計(jì)之電容器中有，故，所以。

即pcb設(shè)計(jì)之電容量為C的pcb設(shè)計(jì)之電容器在恒定電流強(qiáng)度I的作用下，兩端電壓V隨時(shí)間t線性上升。

pcb設(shè)計(jì)之電容器兩端的電壓越高則所包容的電荷就越多，即儲能就越大。但pcb設(shè)計(jì)之電容器兩極板間絕緣介質(zhì)的耐電強(qiáng)度是有限的，若兩極板間的電場強(qiáng)度太高，就可能將絕緣介質(zhì)擊穿，從而使pcb設(shè)計(jì)之電容器短路。因而在應(yīng)用中要統(tǒng)籌pcb設(shè)計(jì)之電容器的耐壓。

結(jié)論：pcb設(shè)計(jì)之電容器在電路中有包容電荷的作用，也即存儲能量的作用。pcb設(shè)計(jì)之電容器存儲能量是需求時(shí)間的，因而pcb設(shè)計(jì)之電容器兩端電壓不能突變。且pcb設(shè)計(jì)之電容量越大，可存儲的能量就越多。pcb設(shè)計(jì)之電容器最重的兩個(gè)參數(shù)是它的pcb設(shè)計(jì)之電容量和耐壓。

2.RC充放電回路

電路是以一個(gè)RC充放電回路表示圖。假定pcb設(shè)計(jì)之電容器兩端的初始電壓為零，開關(guān)K與1端接通的霎時(shí)，電源經(jīng)過電阻R對pcb設(shè)計(jì)之電容器充電，此時(shí)pcb設(shè)計(jì)之電容器的充電電流為最大E/R，若持續(xù)以這個(gè)電流充電，則VC的上升曲線是一條線性的直線。

但是因在整個(gè)充電過程中充電電流為，故隨著VC的上升，充電電流強(qiáng)度IC逐步減小，則VC上升的幅度也逐步變小，直到上升至電源電壓E，同時(shí)充電電流為0。這樣使實(shí)踐的VC上升曲線。VC是按指數(shù)規(guī)律上升的，它隨時(shí)間t變化的表達(dá)式為：

其中，為時(shí)間常數(shù)。

能夠看出串聯(lián)電阻R越大，充電電流就越小，則充電時(shí)間就越長；pcb設(shè)計(jì)之電容量C越大，所需求的電荷就越多(即儲能越多)，充電時(shí)間也就越長。

當(dāng)pcb設(shè)計(jì)之電容充溢電后，VC等于E。此時(shí)開關(guān)K與2端接通，則pcb設(shè)計(jì)之電容器經(jīng)過R放電，放電電流為，VC逐步降低。在接通2端的霎時(shí)，放電電流為最大，但隨著VC的降低，放電電流也逐步降低，直至VC為0V，放電電流也為0。這樣以來，pcb設(shè)計(jì)之電容放電時(shí)VC的降落曲線。

3.pcb設(shè)計(jì)之電容的容抗

在電路中pcb設(shè)計(jì)之電容有一個(gè)很重要的作用，就是通交流、隔直流。若一個(gè)直流電壓加在pcb設(shè)計(jì)之電容的一端，則pcb設(shè)計(jì)之電容穩(wěn)定后(即充放電過程完成后)，在pcb設(shè)計(jì)之電容的另一端不能感遭到這個(gè)電壓，即直流被隔開，這一點(diǎn)我們從RC充放電回路也能夠看出來；若輸入Vi是一個(gè)交流信號，則Vo會輸出同頻率的交流信號，且輸入交流信號頻率越高，輸出Vo的幅度就越大，即交流信號經(jīng)過了這個(gè)pcb設(shè)計(jì)之電容。

其實(shí)我們能夠這樣來了解，交流信號的幅度和方向都是隨時(shí)間變化的，而pcb設(shè)計(jì)之電容對電壓的反響是有隋性的，即它兩端的電壓不能突變。當(dāng)pcb設(shè)計(jì)之電容器一個(gè)極板的電位隨輸入信號變化較快時(shí)，pcb設(shè)計(jì)之電容器兩端的電壓變化較慢，則惹起它的另一個(gè)極板的電位也跟著以同樣的方式變化。這樣以來，固然有一些損失(pcb設(shè)計(jì)之電容兩端電壓畢竟變化了一點(diǎn))，但也相當(dāng)于交流信號經(jīng)過了這個(gè)pcb設(shè)計(jì)之電容器。而且，輸入信號變化的越快(即頻率越高)，pcb設(shè)計(jì)之電容器容量越大(即它兩端的電壓變化越慢)，就越容易經(jīng)過。

4.pcb設(shè)計(jì)之電容的濾波作用

應(yīng)用pcb設(shè)計(jì)之電容的特性我們能夠制造濾波器。電路就是一個(gè)高通濾波器，即輸入信號頻率越高則越容易經(jīng)過，頻率越低越不容易經(jīng)過，不允許直流經(jīng)過，這樣就可濾除信號中的低頻率成份。相反電路則是一個(gè)低通濾波器，它能夠?yàn)V除信號中的高頻成份。

(a)高通濾波器 (b)低通濾波器

5.常用pcb設(shè)計(jì)之電容器的分類

pcb設(shè)計(jì)之電容的選取要謹(jǐn)慎，普通可選擇較知名的pcb設(shè)計(jì)之電容品牌，如TDKpcb設(shè)計(jì)之電容、國巨pcb設(shè)計(jì)之電容等，作為質(zhì)量的保證。

(1)鋁電解pcb設(shè)計(jì)之電容

鋁電解pcb設(shè)計(jì)之電容為有極性pcb設(shè)計(jì)之電容，在電路中它的“+”極必需要接電位較高的一端。

優(yōu)點(diǎn)：容量大，能耐受大的脈動(dòng)電流。

缺陷：容量誤差大，走漏電流大；普通電解pcb設(shè)計(jì)之電容器不適于在高頻和低溫下應(yīng)用，不宜運(yùn)用在25kHz以上頻率。

用處：低頻旁路、信號耦合、電源濾波。

(2)鉭電解pcb設(shè)計(jì)之電容

鉭電解pcb設(shè)計(jì)之電容也為有極性pcb設(shè)計(jì)之電容。

優(yōu)點(diǎn)：溫度特性、頻率特性和牢靠性均優(yōu)于普通電解pcb設(shè)計(jì)之電容器，特別是漏電流極小，壽命長，容量誤差小，而且體積小，單位體積下能得到最大的pcb設(shè)計(jì)之電容電壓乘積。

缺陷：對脈動(dòng)電流的耐受才能差，若損壞易呈短路狀態(tài)，價(jià)錢較高。

用處：在許多場所可替代鋁電解pcb設(shè)計(jì)之電容，用于超小型高牢靠性設(shè)備中。

(3)單片陶瓷pcb設(shè)計(jì)之電容

是目前用量較大的pcb設(shè)計(jì)之電容。

優(yōu)點(diǎn)：溫度和頻率穩(wěn)定性都很好，損耗低，壽命長。

缺陷：不能做成大容量pcb設(shè)計(jì)之電容。

用處：高頻濾波、振蕩和耦合等。