1.2 电容器的结构特点及组合电路
电容器的构成非常简单，两个互相靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，就构成了电容器。电容器是一种可储存电荷的元件。电容器可以通过电路元件进行充电和放电，而且充、放电都需要有一个过程和时间。任何一种电子产品都少不了电容器。
1.2.1 电容器的结构和功能
电容器是一种可储存电能的元件（储能元件）。它的结构非常简单，主要是由两个互相靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质构成的。
电容器在电子产品中的应用十分广泛，常用字母“C”表示。图1-13所示为电容器的外形、电路符号以及标识。表1-3所列为常用电容器的图形符号及其功能。
图1-13 电容器的外形、电路符号以及标识
表1-3 常用电容器的图形符号及其功能
如果把金属板的两端分别接到电源的正、负极，那么接正极的金属板上的电子就会被电源的正极吸引过去；而接负极的金属板，就会从电源负极得到电子。这种现象就称做电容器的“充电”。充电时，电路中就有电流流动，电容器的结构示意图如图1-14所示。两块金属板有电荷后就产生电压，当电容器所充的电压与电源的电压相等时，充电就停止。电路中就不再有电流流动，相当于开路，这就是电容器能隔断直流电的道理。
图1-14 电容器的结构示意图
将电容器、开关、电阻器与电池连接成电路，图1-15所示为直流电路中电容器的充电原理。当开关闭合时，电流流过电阻的同时，为电容器充电，当电容器上的电压等于电池电压时，充电停止。
图1-15 直流电路中电容的充电原理
图1-16所示为直流电路中电容器的放电原理。如果将开关S断开，则在电源断开的一瞬间，电池无电流输出，但电容器和电阻器构成的电路中便有电流流通，电容器上所充的电荷开始经电阻器放电，放电电流的方向与原充电时的电流方向相反。随着电流的流动，电容器两金属板之间的电压也逐渐降低。直到两金属板上的正、负电荷完全消失，这种现象称做“放电”。
图1-16 直流电路中电容的放电原理
如果电容器的两块金属板接上交流电，因为交流电的大小和方向是不断地变化的，电容器两端也必然交替地进行充电和放电，因此，电路中就不停地有电流流动。这就是电容器能通过交流电的道理。
根据电容器充放电原理，电容器在电路中主要有以下功能。
1. 由电容器构成的滤波电路
电容器（平滑滤波电容器）应用在直流电源电路中构成平滑滤波电路。图1-17所示为没有平滑滤波电容器的电源电路。可以看到，交流电压变成直流后电压很不稳定，波动很大。图1-18所示为加入平滑滤波电容器的电源电路。由于平滑滤波电容器的加入，电路中原本不稳定、波动比较大的直流电压变得比较稳定、平滑。
图1-17 没有平滑滤波电容器的电源电路
图1-18 加入平滑滤波电容器的电源电路
2. 由电容器构成的耦合电路
电容器对信号也有阻碍作用，但它的特性与电阻器不同，电容器对高频信号的阻碍作用小，阻抗小，而对低频信号阻碍作用大，阻抗高，对直流阻抗为无穷大。电容器对直流信号和交流信号的阻抗如图1-19所示。
图1-19 电容器对直流信号和交流信号的阻抗
电容器对交流信号阻抗较小，可视为通路，而对直流信号阻抗很大，可视为开路。在放大器中，电容器常作为交流信号的输入和输出耦合电路器件。其应用如图1-20所示。交流信号经耦合电容C1加到晶体管的基极，经晶体管放大后，由集电极输出的信号经输出耦合电容C2加到负载电阻RL上。
图1-20 交流放大器中的耦合电容
该电路中的电源电压VCC经RC为集电极提供直流偏压，再经R1、R2为基极提供偏压。直流偏压的功能是给晶体管提供工作条件和提供能量，使晶体管工作在线性放大状态。
此外，从该电路中可以看到，由于电容器具有隔直流的作用，因此，放大器的交流输出信号可以经耦合电容器C2送到负载RL上，而电源的直流电压不会加到负载RL上。也就是说从负载上得到的只是交流信号。
1.2.2 电容器的组合电路
利用电容器的串联、并联及串并联混合等多种接法，可代用暂时找不到的电容器。如图1-21和1-22所示。当一只电容器的电容量不能满足需要时，可采用并联的方法，以增大电容量；当一只电容器的耐压不能满足需要时，可采用串联的方法，以提高耐压；当耐压与电容量都需要提高时，可采用串并联混合的方法予以解决。
图1-21 用两个并联小容量电容器代替单个大容量电容器
图1-22 用两个耐压低的电容器代替单个耐压高的电容器
目前，电容器的规格很多，为了简化电路，一般情况下，应尽量使用单个电容器。
1. 电容器的串联
电容器是由两片极板组成的，它具有存储电荷的功能。电容器所存储的电荷量（Q）与电容器的容量和电容器两极板上所加的电压成正比，如图1-23所示。
图1-23 电容器上电量与电压的关系
图1-24所示为三个电容器串联的电路示意图，串联电路中各点的电流相等。当外加电压为U时，各电容器上的电压分别为U1、U2、U3，三个电容器上的电压之和等于总电压。如果电容器上的电荷量都为同一值Q，即：
将串联的三个电容器等效为1个电容器C，则：
即：
从图1-24和上述公式可见，串联电容器的合成电容量的倒数等于各电容量的倒数之和。
图1-24 电容器串联的电路示意图
当电容器串联代用时，如果它们的电容量不相同，则电容量小的电容器分得的电压高。所以，在串联代用时，最好选用电容量与耐压均相同的电容器，否则电容量小的电容器有可能由于分得的电压过高而被击穿。
2. 电容器的并联
如图1-25所示为三个电容器并联的电路示意图，总电流等于各分支电流之和。给三个电容器加上电压U时，各电容上所储存的电荷量分别为Q1=C1U、Q2=C2U和Q3=C3U。
图1-25 电容并联的电路示意图
如果将C1、C2和C3三个电容器等效为一个电容器C，合成电容器的电荷量Q=CU，合成电容器的电荷量等于每个电容器的电荷量之和，即：
CU = C1U + C2U + C3U =（C1 + C2 + C3）U
即：
C=C1+C2+C 3
从图1-25所示和上述公式可见，并联电容器的合成电容等于各电容之和。
当电容器并联使用时，每只电容器的耐压均应高于电路中的电压。