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电容单位

  电容单位是法拉[F]。这个单位可能有点不切实际。从大多数电气工程师的角度来看，一个法拉是一个巨大的电容值。大多数电子电路使用的电容仅高达几mF。这有几个很好的理由。

 

  一个原因是，当处理电路中的信号时，随着信号频率的增加，对高容量电容器的需求减少，因为在较高频率下，即使是小电容器也会对电路产生很大影响。由于大多数现代数字电路具有向更高频率移动的趋势以满足提高处理速度的要求，因此这些电路主要使用仅高达几mF的电容器。结果，在电路的信号处理部分中几乎不存在对大电容器的需求。

 

  另一个原因是高容量电容器在物理上很大。因此，避免使用这种电容器，尤其是在移动设备中。然而，最近在超级电容器领域已有技术进步。由于这些进步，现在可以制造电容值高达数千法拉的电容器，其尺寸与饮料罐相当。这些超级电容器正在开发中，以替代各种应用中的电池，例如电动汽车甚至手机，如果科学家设法将其尺寸减小到可接受的程度。较小的1F超级电容器可以制造成尺寸与彼此堆叠的几角硬币的尺寸相当。

 

 

 

真实电容器的电容特性

  理想电容器具有固定电容值。然而，由于几个原因，实际电容器的电容会改变。在大多数情况下，电容器中使用的电介质并不理想，并且介电常数会受到某些因素的影响。

 

  施加到电容器的电压可以改变电介质的介电常数。这种变化直接影响这种电容器的电容。例如，当使用铁电材料作为电介质时，这种效果是显着的。这种效果在某些情况下可能是有用的，并且存在特殊的装置，例如变容二极管，其利用电路中的电压相关电容。名称varicap来自单词VARIable CAPacitance。这些二极管用作压控电容器，有时用于无线电和电视调谐器，锁相环和放大器以及其他电路。

 

  电容器端子上的信号频率也会影响其电容。这种效应称为介电色散，并且因为电介质的极化滞后于快速变化的信号而发生。在低信号频率下，这种影响可以忽略不计，但是在高频率下，这种影响可能非常明显。必须考虑频率相关电容变化的示例应用是MOS晶体管，其栅极电容随频率而变化。

 

  电容器的使用年限也会对其电容产生影响。一些电容器随着时间的推移更稳定，而其他电容器由于老化效应而具有相对短的寿命。例如，电解电容器中的电解质可能会长时间干燥，即使它没有用在电路中。随着时间的推移，电容会从设计值发生变化，这种变化最终可能导致电路故障。出于这个原因，一些电容器具有确定的估计保质期以及电路中的估计寿命。

杂散电容

  虽然电容器被设计成故意将某个电容引入电路，但在某些其他器件中，例如电阻器，电感器甚至普通电线，电容被认为是不希望的寄生效应。这在高频时尤其重要，其中这种电容会对电路的操作产生很大的影响。如果集成电路中的两条信号线彼此相邻，则如果用高频信号（例如3.2GHz时钟）驱动另一条线路，则杂散电容会在一条线路上引入相当大量的噪声。这称为串扰，可能对集成电路工程师造成严重问题。两条线彼此相邻的越长，它们之间的距离越短，这种效果就越明显。为了解决这个问题，电路设计者必须在这些线路之间保持足够的间隔。在诸如振荡器和滤波器的敏感高频电路中，在设计过程中必须考虑与电阻一样简单的器件的小寄生电容。寄生电容永远无法完全消除，但可以通过使用短引线来减少寄生电容，最好是SMD技术和专门设计用于降低电容的器件，例如低电容电阻。例如，如果微控制器使用晶体振荡器，经验法则是将晶体和所有支撑元件尽可能靠近微控制器放置，以减少PCB（印刷电路板）上的导线产生的电容，从而减少由串扰引起的噪声。在诸如振荡器和滤波器的敏感高频电路中，在设计过程中必须考虑与电阻一样简单的器件的小寄生电容。寄生电容永远无法完全消除，但可以通过使用短引线来减少寄生电容，最好是SMD技术和专门设计用于降低电容的器件，例如低电容电阻。例如，如果微控制器使用晶体振荡器，经验法则是将晶体和所有支撑元件尽可能靠近微控制器放置，以减少PCB（印刷电路板）上的导线产生的电容，从而减少由串扰引起的噪声。在诸如振荡器和滤波器的敏感高频电路中，在设计过程中必须考虑与电阻一样简单的器件的小寄生电容。寄生电容永远无法完全消除，但可以通过使用短引线来减少寄生电容，最好是SMD技术和专门设计用于降低电容的器件，例如低电容电阻。例如，如果微控制器使用晶体振荡器，经验法则是将晶体和所有支撑元件尽可能靠近微控制器放置，以减少PCB（印刷电路板）上的导线产生的电容，从而减少由串扰引起的噪声。在设计过程中，必须考虑与电阻一样简单的器件的小寄生电容。寄生电容永远无法完全消除，但可以通过使用短引线来减少寄生电容，最好是SMD技术和专门设计用于降低电容的器件，例如低电容电阻。例如，如果微控制器使用晶体振荡器，经验法则是将晶体和所有支撑元件尽可能靠近微控制器放置，以减少PCB（印刷电路板）上的导线产生的电容，从而减少由串扰引起的噪声。在设计过程中，必须考虑与电阻一样简单的器件的小寄生电容。寄生电容永远无法完全消除，但可以通过使用短引线来减少寄生电容，最好是SMD技术和专门设计用于降低电容的器件，例如低电容电阻。例如，如果微控制器使用晶体振荡器，经验法则是将晶体和所有支撑元件尽可能靠近微控制器放置，以减少PCB（印刷电路板）上的导线产生的电容，从而减少由串扰引起的噪声。优选SMD技术和专门设计用于降低其电容的设备，例如低电容电阻器。例如，如果微控制器使用晶体振荡器，经验法则是将晶体和所有支撑元件尽可能靠近微控制器放置，以减少PCB（印刷电路板）上的导线产生的电容，从而减少由串扰引起的噪声。优选SMD技术和专门设计用于降低其电容的设备，例如低电容电阻器。例如，如果微控制器使用晶体振荡器，经验法则是将晶体和所有支撑元件尽可能靠近微控制器放置，以减少PCB（印刷电路板）上的导线产生的电容，从而减少由串扰引起的噪声。