聚合物電容與MLCC電容對比
轉載自：murata
傳統電解液的鋁電解電容器（罐狀）或者使用了二氧化錳的鉭電解電容器是相對而言比較便宜，但是在頻率特性、溫度特性、使用壽命和可靠性方面來說要劣於聚合物電容器。
我們將圖1所示的6種型號的電容器的特性做一個比較。本回將紅框框出部分的特性做一個比較。統一使用的是6.3V/100uF。
一般來說電容器的ESR和阻抗越低，實際電路中的平滑特性和瞬態響應特性就越好。MLCC的ESR和阻抗都是最低的，其次是多層型聚合物鋁電解電容器（村田ECAS系列）、其他的聚合物電容器，鉭電解電容器（二氧化錳型），鋁電解。
MLCC的電解質的鈦酸鋇和電極是多層的，在等價電路上一層一層的並聯連接，因此能夠使ESR很低。ECAS也不像MLCC，因爲有多層的鋁元素，所以能使ESR變低。其他的電容器基本上只有一個電容器元素，因此ESR值都相對較高。
下圖通過紋波電流來表示電容器的發熱特性。溫度上升越困難說明電容器的特性越優良。發熱的程度相對的也是ESR和電容器的體積引起的，過熱的話會對可靠性和使用壽命產生影響。比如說，溫度上升10℃的話，比較能有多少電流流出的話，ESR最低的MLCC流出的紋波電流肯定是最多的。接下來是多層型聚合物鋁電解電容器（ECAS系列），其他的聚合物電容器，鋁電解（液狀），鉭電解電容器（二氧化錳型）。
因爲一般來說MLCC的發熱量很小，因此不太會被作爲規範來保證，包括聚合物電容器在內的電解電容器是無法避免這種影響的，因此一般會對每個種類都有規定。
接下來，下圖是靜電容量的溫度特性。全固體的聚合物電容器，二氧化錳型鉭電解電容器即使是溫度變化時靜電容量也並不會發生太大變化，常規鋁電解電容器使用的是電解液，因此在低溫下很難出現靜電容量。MLCC也會因爲使用的電介質的種類不同而導致溫度特性有差異，有靜電容量的溫度依存性。ECAS的溫度特性很穩定，因此無須太過擔心使用環境，可以放心使用。
最後，下圖所示是DC偏置特性的比較。包含了聚合物電容器在內的電解電容器會由於施加電壓也不會對介電常數產生變化，因此施加電壓時容量也不會發生變化。即使施加額定電壓靜電容量也不會發生變化，這是電解電容器的優勢。
MLCC使用的電介質也會有所區別，特別是使用高介電常數的電解質時，會因爲施加直流電壓而容易導致產生構造變形，因此靜電容量的DC偏置依賴趨向於變高。
不同類型電容對比
錶鏈接:murata
| 類型 | 鋁電解 | MLCC | 鉭 | 薄膜 |
|---|---|---|---|---|
| 電介質 | 氧化鋁 | 幾種陶瓷 | 五氧化二鉭 | 塑料薄膜 |
| 優點 | 多種擊穿電壓和電容量 | 優良的高頻特性無極性 | 小封裝大且穩定的電容量 | 高擊穿電平無極性 |
| 缺點 | 電解液泄漏會影響使用壽命。大封裝尺寸極性 | 電容量會隨電壓和溫度而變化。可能開裂/碎裂 | 可短路。有極性 | 電容量小封裝種類少 |
電容的ESR與Q值
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ESR
ESR（Equivalent Series Resistance）翻譯過來就是“等效串連電阻”。
理論上，一個完美的電容，自身不會產生任何能量損失，但是實際上，因爲製造電容的材料有電阻，電容的絕緣介質有損耗，各種原因導致電容變得不“完美”。這個損耗在外部，表現爲就像一個電阻跟電容串連在一起，所以就起了個名字叫做“等效串連電阻”。
ESR的出現導致電容的行爲背離了原始的定義。
比如，我們認爲電容上面電壓不能突變，當突然對電容施加一個電流，電容因爲自身充電，電壓會從0開始上升。但是有了ESR，電阻自身會產生一個壓降，這就導致了電容器兩端的電壓會產生突變。無疑的，這會降低電容的濾波效果，所以很多高質量的電源都使用低ESR的電容器。
同樣的，在振盪電路等場合，ESR也會引起電路在功能上發生變化，引起電路失效甚至損壞等嚴重後果。
所以在多數場合，低ESR的電容，往往比高ESR的有更好的表現。
不過事情也有例外，有些時候，這個ESR也被用來做一些有用的事情。
比如在穩壓電路中，有一定ESR的電容，在負載發生瞬變的時候，會立即產生波動而引發反饋電路動作，這個快速的響應，以犧牲一定的瞬態性能爲代價，獲取了後續的快速調整能力，尤其是功率管的響應速度比較慢，並且電容器的體積/容量受到嚴格限制的時候。這種情況見於一些使用mos管做調整管的三端穩壓或者相似的電路中。這時候，太低的ESR反而會降低整體性能。
ESR是等效“串連”電阻，意味着，將兩個電容串連，會增大這個數值，而並聯則會減少之。
實際上，需要更低ESR的場合更多，而低ESR的大容量電容價格相對昂貴，所以很多開關電源採取的並聯的策略，用多個ESR相對高的鋁電解並聯，形成一個低ESR的大容量電容。犧牲一定的PCB空間，換來器件成本的減少，很多時候都是划算的。
和ESR類似的另外一個概念是ESL，也就是等效串聯電感。早期的卷制電感經常有很高的ESL，而且容量越大的電容，ESL一般也越大。ESL經常會成爲ESR的一部分，並且ESL也會引發一些電路故障，比如串連諧振等。但是相對容量來說，ESL的比例太小，出現問題的機率很小，再加上電容製作工藝的進步，現在已經逐漸忽略ESL，而把ESR作爲除容量之外的主要參考因素了。
Q值
品質因數 Q：表徵一個儲能器件(如電感線圈、電容等)、諧振電路所儲能量同每週損耗能量之比的一種質量指標。元件的 Q 值愈大,用該元件組成的電路或網絡的選擇性愈佳。
Q 值越高，損耗越小，效率越高；
Q 值越高，諧振器的頻率穩定度就越高，因此，能夠更準確。
理論上，一個“完美”的電容器應該表現爲 ESR 爲零歐姆、純容抗性的無阻抗元件。不論何種頻率，電流通過電容時都會比電壓提前正好 90 度的相位。實際上，電容是不完美的，會或多或少存在一定值的 ESR。一個特定電容的 ESR 隨着頻率的變化而變化，並且是有等式關係的。
這是由於 ESR 的來源是導電電極結構的特性和絕緣介質的結構特性。爲了模型化分析，把 ESR 當成單個的串聯寄生元。過去，所有的電容參數都是在 1MHz 的標準頻率下測得，但當今是一個更高頻的世界，1MHz 的條件是遠遠不夠的。一個性能優秀的高頻電容給出的典型參數值應該爲：
200MHz ，ESR＝0.04Ω；
900MHz， ESR＝0.10Ω；
2000MHz，ESR＝0.13Ω。
Q 值是一個無量綱數，數值上等於電容的電抗除以寄生電阻（ESR）。Q 值隨頻率變化而有很大的變化，這是由於電抗和電阻都隨着頻率而變。頻率或者容量的改變會使電抗有着非常大的變化，因此 Q 值也會跟着發生很大的變化。
Qc=(1/ωC)/ESR
自諧振頻率(Self-Resonance Frequency)
由於 ESL 的存在，與 C 一起構成了一個諧振電路，其諧振頻率便是電容的自諧振頻率。在自諧振頻率前，電容的阻抗隨着頻率增加而變小；在自諧振頻率後，電容的阻抗隨着頻率增加而變小，就呈現感性；如下圖所示：
隨着頻率升高，電容的不理想模型會更復雜：
典型的電容器件等效電路如圖 1 所示。在這個等效電路中，容值 C 是最主要的部分，串連電阻 Rs 和電感 L 是由於器件管腳引線或電極產生的寄生參數。並聯電容 Rp是反映電容兩個管腳之間存在電容。
把以上寄生參數全部考慮之後，阻抗公式如上面公式。
由於這些寄生參數的存在，現實中而非理想中的電容器件的總阻抗由下面表達式中的實部和虛部兩個部分組成：
如果可以忽略電極間的泄漏，即 Rp 的阻抗無窮大（或遠遠大 Ls(ESL) Rs (ESR) C 於相對於容值 C 的阻抗），那麼上面的等效電路可以進一步簡化爲下面的 3 元模型(如圖所示)。其中 ESL 爲等效串聯電感 Ls， ESR 爲等效串聯電阻 Rs。
根據這個簡化的電路模型，可以得到電容器件總阻抗隨頻率變化的關係，如圖所示。由於等效串聯電感 LS 的存在，隨着信號頻率 f 的增加，電容 C 的容抗 XC 降低，而極性相反的等效串連電感 Ls 的感抗 XL 增加，在某一個頻率點 f0，XC=-XL。此時電容器件的總阻抗|Z|=Rs，我們稱此頻率點 f0 爲自諧振頻率（SRF），小於 SRF 頻率時，該器件成電容特性，反之大於 SRF 頻率，器件發生極性轉化，成電感特性（如圖下圖所示，紅色相位曲線從 -90°跳變到+90°）。
Q 值相當於 D 值的倒數。損失角即 D 值: 一般電解電容器因爲內阻較大故 D 值較高, 其規格視電容值高低決定, 爲 0.1-0.24 以下 . 塑料薄膜電容器則 D 值較低, 視其材質決定爲 0.001-0.01 以下 . 陶瓷電容器視其材質決定, Hi-K type 及 S/C type 爲 0.025 以下 . T/C type 其規格以 Q 值表示需高於 400-1000.
注：XC=-j/(2πfC)；XL=j(2πfL)
根據損耗因子 D 的定義：D=1/Q=R/|X|>0 將前面的公式代入，得到：
如果可以忽略電極間的泄漏，即 Rp 的阻抗無窮大（或遠遠大於相對於容值 C 的阻抗），損耗因子 D 的計算公式大大簡化爲：
如果信號頻率遠遠小於 SRF 諧振頻率，則 X C >>X L , 即 X L 可以忽略，則公式進一步簡化
即上面提到的：
由圖可見，電容器的引線電感將隨着頻率的升高而降低電容器的特性。如果引線電感與實際電容器的電容諧振，這將會產生一個串聯諧振，使總電抗趨向爲 0W。由於這個串聯諧振產生一個很小的串聯阻抗，所以非常適合在射頻電路的耦合和去耦電路中應用。然而，當電路的工作頻率高於串聯諧振頻率時，該電容器將表現爲電感性而不是電容性。