讲解电容，这篇说得太好了！~
一、电容的基本原理
电容，和电感、电阻一起，是电子学三大基本无源器件；电容的功能就是以电场能的形式储存电能量。
以平行板电容器为例，简单介绍下电容的基本原理
克雷洛夫如上图所示，在两块距离较近、相互平行的金属平板上(平板之间为电介质)加载一个直流电压；稳定后，与电压正极相连的金属平板将呈现一定量的正电荷，而与电压负极相连的金属平板将呈现相等量的负电荷；这样，两个金属平板之间就会形成一个静电场，所以电容是以电场能的形式储存电能量，储存的电荷量为Q。
电容储存的电荷量Q与电压U和自身属性(也就是电容值C)有关，也就是Q=U*C。根据理论推导，平行板电容器的电容公式如下：
理想电容内部是介质(Dielectric)，没有自由电荷，不可能产生电荷移动也就是电流，那么理想电容是如何通交流的呢？
通交流
电压可以在电容内部形成一个电场，而交流电压就会产生交变电场。根据麦克斯韦方程组中的全电流定律：
即电流或变化的电场都可以产生磁场，麦克斯韦将ε(∂E/∂t)定义为位移电流，是一个等效电流，代表着电场的变化。(这里电流代表电流密度，即J)
设交流电压为正弦变化，即：
实际位移电流等于电流密度乘以面积：
所以电容的容抗为1/ωC，频率很高时，电容容抗会很小，也就是通高频。
房颤并发症下图是利用ANSYS HFSS仿真的平行板电容器内部的电磁场的变化。
横截面电场变化(GIF动图，貌似要点击查看)
纵断面磁场变化(GIF动图，貌似要点击查看)
也就是说电容在通交流的时候，内部的电场和磁场在相互转换。
隔直流
直流电压不随时间变化，位移电流ε(∂E/∂t)为0，直流分量无法通过。
实际电容等效模型
实际电容的特性都是非理想的，有一些寄生效应；因此，需要用一个较为复杂的模型来表示实际电容，常用的等效模型如下：
飞扬跋扈∙由于介质都不是绝对绝缘的，都存在着一定的导电能力；因此，任何电容都存在着漏电流，以等效电阻Rleak表示；
∙电容器的导线、电极具有一定的电阻率，电介质存在一定的介电损耗；这些损耗统一以等效串联电阻ESR表示；
∙电容器的导线存在着一定的电感，在高频时影响较大，以等效串联电感ESL表示；
∙另外，任何介质都存在着一定电滞现象，就是电容在快速放电后，突然断开电压，电容会恢复部分电荷量，以一个串联RC电路表示。
∙大多数时候，主要关注电容的ESR和ESL。
品质因数(Quality Factor)
北风吹过和电感一样，可以定义电容的品质因数，也就是Q值，也就是电容的储存功率与损耗功率的比：
Qc=(1/ωC)/ESR
Q值对高频电容是比较重要的参数。
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自谐振频率(Self-Resonance Frequency)
由于ESL的存在，与C一起构成了一个谐振电路，其谐振频率便是电容的自谐振频率。在自谐振频率前，电容的阻抗随着频率增加而变小；在自谐振频率后，电容的阻抗随着频率增加而变小，就呈现感性；如下图所示：
图出自Taiyo Yuden的EMK042BJ332MC-W规格书
二、电容的工艺与结构
根据电容公式，电容量的大小除了与电容的尺寸有关，与电介质的介电常数(Permittivity)有关。电介质的性能影响着电容的性能，不同的介质适用于不同的制造工艺。
电容的制造工艺主要可以分为三大类：
∙薄膜电容(Film Capacitor)
∙电解电容(Electrolytic Capacitor)
∙陶瓷电容(Ceramic Capacitor)
2.1 薄膜电容(Film Capacitor)
Film Capacitor在国内通常翻译为薄膜电容，但和Thin Film工艺是不一样的。为了区分，个人认为直接翻译为膜电容好点。
薄膜电容是通过将两片带有金属电极的塑料膜卷绕成一个圆柱形，最后封装成型；由于其介质通常是塑料材料，也称为塑料薄膜电容；其内部结构大致如下图所示：
原图来自于维基百科
薄膜电容根据其电极的制作工艺，可以分为两类：
金属箔薄膜电容(Film/Foil)
金属箔薄膜电容，直接在塑料膜上加一层薄金属箔，通常是铝箔，作为电极；这种工艺较为简单，电极方便引出，可以应用于大电流场合。
金属化薄膜电容(Metallized Film)
金属化薄膜电容，通过真空沉积(Vacuum Deposited)工艺直接在塑料膜的表面形成一个很薄的金属表面，作为电极；由于电极厚度很薄，可以绕制成更大容量的电容；但由于电极厚度薄，只适用于小电流场合。
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赞美男人的句子金属化薄膜电容就是具有自我修复的功能，即假如电容内部有击穿损坏点，会在损坏处产
生雪崩效应，气化金属在损坏处将形成一个气化集合面，短路消失，损坏点被修复；因此，金属化薄膜电容可靠性非常高，不存在短路失效；
薄膜电容有两种卷绕方法：有感绕法在卷绕前，引线就已经和内部电极连在一起；无感绕法在绕制后，会采用镀金等工艺，将两个端面的内部电极连成一个面，这样可以获得较小的ESL，应该高频性能较高；此外，还有一种叠层型的无感电容，结构与MLCC类似，性能较好，便于做成SMD封装。
最早的薄膜电容的介质材料是用纸浸注在油或石蜡中，英国人D\'斐茨杰拉德于1876年发明的；工作电压很高。现在多用塑料材料，也就是高分子聚合物，根据其介质材料的不同，主要有以下几种：
应用最多的薄膜电容是聚酯薄膜电容，比较便宜，由于其介电常数较高，尺寸可以做的较小；其次就是聚丙烯薄膜电容。其他材料还有聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等等。
薄膜电容的特点就是可以做到大容量，高耐压；但由于工艺原因，其尺寸很难做小，通常应用于强电电路，例如电力电子行业；基本上是长这个样子：
截图于High Power Capacitors For Power Electronics - AVX
2.2 电解电容(Electrolytic Capacitor)
电解电容是用金属作为阳极(Anode)，并在表面形成一层金属氧化膜作为介质；然后湿式或固态的电解质和金属作为阴极(Cathode)。电解电容大都是有极性的，如果阴极侧的金属，也有一层氧化膜，就是无极性的电解电容。
根据使用的金属的不同，目前只要有三类电解电容：
铝电解电容(Aluminum electrolytic capacitors)
铝电解电容应该是使用最广泛的电解电容，最便宜，其基本结构如下图所示：
铝电解电容的制作工艺大致有如下几步：
∙首先，铝箔会通过电蚀刻(Etching)的方式，形成一个非常粗糙的表面，这样增大了电极的表面积，可以增大电容量；
∙再通过化学方法将阳极氧化，形成一个氧化层，作为介质；
∙然后，在阳极铝箔和阴极铝箔之间加一层电解纸作为隔离，压合绕制；
∙最后，加注电解液，电解纸会吸收电解液，封装成型。
个人分析使用电解液的湿式铝电解电容应用最广；优点就是电容量大、额定电压高、便宜；缺点也很明显，就是寿命较短、温度特性不好、ESR和ESL较大。对于硬件开发来说，需要避免过设计，在满足性能要求的情况下，便宜就是最大的优势。
下图是基美(Kemet)的铝电解电容产品，大致可以看出铝电解电容的特点。
原图截图于KEMET网站
铝电解电容也有使用二氧化锰、导电高分子聚合物等固态材料做电解质；聚合物铝电解电容的结构大致如下图所示：
原图出自Polymer Aluminum Electrolytic Capacitors - Murata
聚合物铝电解电容的ESR较小，容值更稳定，瞬态响应好；由于是固态，抗冲击振动能力比湿式的要好；可以做出较小的SMD封装。当然，湿式的铝电解电容也可以做SMD封装，
不过大都是长这样：
图片来源于百度图片
而聚合物铝电解电容的封装长这样：
图片来自Murata网站
钽电解电容(Tantalum electrolytic capacitors)
钽(拼音tǎn)电解电容应用最多的应该是利用二氧化锰做固态电解质，主要长这样：
图片出自Solid Tantalum MnO2 Capacitors
固态钽电解电容内部结构大致如下图所示：
原图出自Vishay技术文档
钽电容与铝电解电容比，在于钽氧化物(五氧化二钽)的介电常数比铝氧化物(三氧化二铝)的高不少，这样相同的体积，钽电容容量要比铝电解电容的要大。钽电容寿命较长，电性能
更加稳定。
