技術(shù)交流是便宜的的博客地址：

在硬件設(shè)計(jì)中有很多種電容，各種電容的功能、種類和電容容值各不相同。按照功能劃分的話，最重要的幾種電容分別稱為：去耦電容（De-coupling Capacitor），旁路電容（Bypass Capacitor）、Bulk電容以及耦合電容（Coupling Capacitor）。

閱讀了一些文獻(xiàn)資料之后發(fā)現(xiàn)，這些電容的功能之間有差異，也有相似之處。下面的介紹主要是在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)自己的理解和總結(jié)，對(duì)各種電容的功能進(jìn)行整理。因?yàn)樽髡吣芰τ邢?，如有不妥之處希望各位網(wǎng)友可以批評(píng)指正。

數(shù)字電路系統(tǒng)中的電源系統(tǒng)

對(duì)于數(shù)字芯片總希望供電電源的電壓是恒定的DC值，不要出現(xiàn)任何的波動(dòng)。但這是很難做到的，原因有兩點(diǎn)。第一點(diǎn)是"熱噪聲"始終存在，任何電源的輸出信號(hào)都不可能是恒定不變的，常見(jiàn)的情況如下圖中深藍(lán)色線條表示的情況。

圖 1

當(dāng)在電源與GND之間放置了電容之后，電源輸出端的情況如圖 1中粉紅色線條所示，可見(jiàn)電容導(dǎo)致的電壓波動(dòng)明顯變緩了。

導(dǎo)致供電電壓波動(dòng)的第二個(gè)原因就是負(fù)載所需要的電流是不確定的，且動(dòng)態(tài)變化的。特別是當(dāng)負(fù)載是一些可編程處理器時(shí)，由于執(zhí)行的功能隨時(shí)間的變化而不同，所需要的電流也會(huì)隨時(shí)間不斷變化。例如處于低功耗狀態(tài)下所需要的電流很小，如果同時(shí)多個(gè)IO引腳進(jìn)行信號(hào)跳變，所需要的電流又會(huì)很多。而這些電流全部來(lái)自供電電源。所以當(dāng)供電電源的輸出電流有很大波動(dòng)時(shí)很難保持輸出電壓的平穩(wěn)，勢(shì)必會(huì)造成短時(shí)間的供電電壓波動(dòng)。波動(dòng)的大小以及何時(shí)可以恢復(fù)都與電源器件的性能指標(biāo)有關(guān)。

這里有必要說(shuō)明一下電源供電的波動(dòng)對(duì)于數(shù)字電路的影響。如果電源的負(fù)載是LED這些簡(jiǎn)單的外設(shè)，供電電壓的突然波動(dòng)不會(huì)有太大影響。但如果負(fù)載是處理器，那么短時(shí)間的電壓波動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)供電電壓超出了處理器的specification范圍，導(dǎo)致處理器掉電重啟（瞬時(shí)電壓過(guò)低）或者瞬時(shí)高壓對(duì)數(shù)字芯片造成損害。于是，在數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，保持供電電壓的穩(wěn)定是非常重要的。

旁路電容

旁路電容（Bypass Capacitor）。電容的一個(gè)重要的電器特性是"通交流，隔直流"，其電抗的計(jì)算公式如下:

旁路電容的作用就是將系統(tǒng)中的高頻噪聲旁路到GND。一般是在電源引腳和GND之間并聯(lián)一些容值較小的（典型值0.1uF）電容，如圖 2所示，用于將高頻噪聲短路到GND，從而避免噪聲進(jìn)入器件的供電引腳。

圖 2

濾除高頻噪聲是旁路電容最主要的功能，但是如果考慮一下電容是如何完成這個(gè)功能的，或者說(shuō)電容是如何做到通交流，隔直流的。其實(shí)本質(zhì)也是電容作為一個(gè)電能的儲(chǔ)能器件，在兩極板間電壓差很快增大時(shí)，給電容充電；電壓差減小時(shí)，電容放電。從這個(gè)角度分析的話，旁路電容也可以看成一種小的電能儲(chǔ)存器（Energy Reservoir），與后面介紹的去耦電容和Bulk電容有相似之處。

去耦電容

去耦電容（De-coupling Capacitor），在一些文獻(xiàn)中認(rèn)為去耦電容就是旁路電容。另外一些文獻(xiàn)中提出了去耦電容與旁路電容的區(qū)別在于："旁路電容是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，而去耦電容是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，防止干擾信號(hào)返回電源。"

暫時(shí)我無(wú)法判斷哪一種說(shuō)法更加準(zhǔn)確，但既然有提出不同的觀點(diǎn)耦合電容，就介紹一下：

從名稱來(lái)看去耦就是去除耦合的作用。那么什么是耦合，是什么和什么之間的耦合，以及為什么會(huì)發(fā)生耦合。

這里的耦合指的是前一級(jí)輸出與后一級(jí)器件輸入之間的耦合。所謂的耦合是指"數(shù)字電路中，當(dāng)電路從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時(shí)，就會(huì)在電源線上產(chǎn)生一個(gè)很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓，會(huì)影響前級(jí)的正常工作。這就是耦合。"在這個(gè)理解中，與前面提到的導(dǎo)致供電電源電壓波動(dòng)的第二種原因非常接近耦合電容，是由于后一級(jí)器件拉電流的增大導(dǎo)致電源電壓的波動(dòng)產(chǎn)生從而影響的其他器件。