我们都知道电容是电路中使用最多的器件，我们经常接触的电容有陶瓷电容、铝电解电容、钽电容。
我们的电路设计越来越是以MCU和CPU为核心，外围时钟和电源电路的数字电路设计。所以我们重点研究这三种电容。
由于数字电路的原因，数字电路输出存在大量的“0”和“1”翻转，这就需要大量的去耦电容。
图中开关Q的不同位置代表输出的“0”和“1”两种状态。
假设由于电路的状态转换，开关Q接通RL低电平，负载电容对地放电。随着负载电容的电压下降，其积累的电荷流向地，在接地环路上形成大电流浪涌。
随着放电电流的建立然后衰减，这个电流变化作用在接地引脚的电感LG上，使得芯片外部的电路板“地”和芯片内部的地之间会形成一定的电压差，如图VG所示。同样，对于电源端，信号每翻转一次，就会引入一个电压差。
当n翻转时，我们需要使用去耦电容，这样可以防止这种噪声向外扩散，所以我们把一些电容放在靠近器件电源引脚的地方。
由于去耦电容一般对电容的精度没有严格要求，只需根据设计值选择容量相近或相近的电容即可。
实际电容具有奇数电感和等效串联电阻。因为单个电容的ESR和ESL相似，所以它们的阻抗特性也相似。单个电容和多个特性相同的电容并联后的阻抗特性图。
具有不同电容值的电容器
所以在这种情况下，我们需要一种：
1.容量1nF~10uF，精度要求低；
2.相同容量下用量相对较大(电源引脚较多)、成本相对较低、体积相对较小的电容；
3.具有小ESR和ESL的电容。(要解耦的信号频率比较高，解耦效果有保证)
多层陶瓷电容器(MLCC)非常合适。
电源去耦设计的一个原则是在要考虑的频率范围内最小化整个配电系统的阻抗。
因为芯片，尤其是CPU，FPGA，DSP等。都是有多个IO和大功率芯片的电路核心，而且这些芯片的电源引脚比较多，所以去耦电容的用量比较大。
一般我们的芯片由于速度更高，接口水平越来越低，导致我们电路板上的电源有各种电压值。早期数字电路的电源主要是5V和3.3V，现在数字电路的电源更加丰富：2.5V、1.8V、1.5V、1.1V、1.0V、0.9V、可调可控电源等。所以这些开关电源的输入电容和输出电容也需要大量使用。
因为铝电解电容器的容量容易放大，耐压高，所以电源的输入电容会主要选择铝电解电容器。输出电容选用铝电解电容和钽电容。铝电解电容器容量：0.47-10000 U，额定电压：6.3 - 450V V铝电解电容器的主要特点：体积小、容量大、损耗大、泄漏大、耐压高。
前期开关电源的输入电容和输出电容会用铝电解电容，在预期ESR比较小的场景我们会选择钽电容。
但是铝电解电容器有一个致命的弱点，就是电解液会干涸，使用寿命短，ESR大。钽电容器会因为其恐怖的失效模式而爆炸，可能引起燃烧。
目前，随着MLCC工艺偏好的不断发展，我们将在一些小电流低压开关电源的输入输出端使用MLCC代替铝电解电容器。
一般来说，开关电源的输出电容一般在100uF以上。虽然陶瓷电容器的标称值可以达到100uF，但电容值会随着DC电压的增加而增加，原因是
与铝电解电容器相比，使用寿命长，更可靠。与MnO2钽电容器相比，没有恐怖的失效模式，更不容易失效。与MLCC相比，DC的偏置特性和温度特性更稳定。
最大的问题是：贵。现在
一些利润比较高的行业已经逐步大量使用 固态铝电解电容。由于钽元素相对比较稀缺，有可能全球耗尽。所以固体铝电容越来越多的被使用。由于耐压和容量还需要进一步提升，所以还有一个发展过程。但是，电容一样会像CPU一样遵循类似摩尔定律的规律快速发展。
但是固体电容也有弱点。固定电容实际使用的就是高分子聚合物（Polymer）。Polymer钽电容比MnO2钽电容在热稳定性上稍微差一些。MnO2钽电容不存在老化寿命的问题，而Polymer电容的退化机理主要是由于高分子有机体在高温下会分解导致导电率下降，可以算半永久失效。Polymer钽电容在潮敏性能上不如MnO2钽电容，主要原因是阴极材料Polymer聚合物在特定温度下会与水和氧起作用而分解，导致容量、ESR等特性下降甚至失效。因此会特别要求回流焊温度条件下，不能有潮气侵入。
以上说的本质都是电源滤波。
对于温度稳定性、精度其实都没有特别严格的要求。所以也是大家最常用的几种电容。
MLCC并不只是应用于去耦电容或者电源滤波。振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容，这时普通的X7R、X5R普通特性的陶瓷电容已经不能满足要求，我们需要温度特性更好的陶瓷电容。
带温度补偿的C0G电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。
但是模拟电路除了电源滤波、储能、去耦等场景之外，还有一个比较重要的应用就是信号滤波。交流耦合的本质就是一种信号滤波。
RC、LC滤波的时候，C值的精度和稳定度就显得尤为重要。由上图可以知道电容的容值会影响幅频特性、相频特性。
在一些多通道信号的场景中，需要保证各个通道的信号相位一致性和稳定度，例如相控阵雷达、声呐系统等，我们就需要精确的控制电容的容值。
在时钟或者射频信号中，我们还需要振荡器、谐振器等等，不但需要电容值稳定精准，还需要更好的Q值。
这时，无极性的钽电容、聚苯乙烯电容、高稳定度的陶瓷电容、云母电容就有了其特有的需求场景。
我们在设计一次电源（ACDC）时，还需要使用安规电容。需求是：内阻小、耐压高。 安规电容器是行业对抑制电源电磁干扰用固定电容器的俗称，因为该类电容符合安全规范、且通过安全规范测试认证，同时其本体印刷有多个国家的安全认证LOGO标志，故而称为安规电容器。此类电容在实际应用中的“安规”表现在：即使电容器失效后，也不会导致 电击，不危及人身安全；此外，它采用阻燃材料制造，顶多会爆炸（只是炸裂，没有火产生，只产生气体），然后就是短路，不会导致火灾发生。聚脂薄膜类电容就符合这种场景的需求。
通常，X电容多选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容体积较大，但其允许瞬间充放电的电流也很大，而其内阻相应较小。普通电容纹波电流的指标都很低，动态内阻较高。用普通电容代替X电容，除了电容耐压无法满足标准之外，纹波电流指标也难以符合要求。
我们在电路设计过程中，由于不同的应用场景，需要不同容值、耐压、精度、温度稳定度、电压稳定度、Q值、ESR、ESL等参数。而一种工艺和材料的电容很难满足电路设计的各种场景。所以不断衍生出各种电容器。只不过数字电路的发展迅猛、而模拟电路相对逐步萎缩，所以很多电容种类已经不为硬件工程师所知。
