電子工程師必備基礎知識手冊(二)：電容
發(fā)布時間：2019-08-02 15:41:57來源：
電容
電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于隔直，耦合， 旁路，濾波， 調(diào)諧回路， 能量轉(zhuǎn)換，控制電路等方面。用C 表示電容，電容單位有法拉（F）、微法拉（uF）、皮法拉（pF）,1F=10^6uF=10^12pF。
一、 電容器的型號命名方法
國產(chǎn)電容器的型號一般由四部分組成（不適用于壓敏、可變、真空電容器）。依次分別
代表名稱、材料、分類和序號。
第一部分：名稱，用字母表示，電容器用C。
第二部分：材料，用字母表示。
第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個別用字母表示。
第四部分：序號，用數(shù)字表示。
用字母表示產(chǎn)品的材料：A-鉭電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E- 其它材料電解、G-合金電解、H-復合介質(zhì)、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機薄膜、N-鈮電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介
二、電容器的分類
1、按照結(jié)構(gòu)分三大類：固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。
2、按電解質(zhì) 分類有：有機介質(zhì)電容器、無機介質(zhì)電容器、電解電容器和空氣介
質(zhì)電容器等。
3、按用途分有：高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型
電容器。
4、頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容
器。
5、低頻旁路：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。
6、濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復合紙介電容器、液體鉭電容器。
7、調(diào)諧：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。
8、高頻耦合：陶瓷電容器、云母電容器、聚苯乙烯電容器。
9、低耦合：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容
器。
10、小型電容：金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電 容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。
三、常用電容器
1、 鋁電解電容器
用浸有糊狀電解質(zhì)的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成，薄的化氧化膜作介質(zhì)的電容器。因為氧化膜有單向?qū)щ娦再|(zhì),所以電解電容器具有極性.容量大，能耐受大的脈動電流，容量誤差大，泄漏電流大；普通的不適于在高頻和低溫下應用,不宜使用在25kHz 以上頻率低頻旁路、信號耦合、電源濾波。
電容量：0.47--10000u
額定電壓：6.3--450V
主要特點：體積小，容量大，損耗大，漏電大
應用：電源濾波，低頻耦合，去耦，旁路等
2、 鉭電解電容器（CA）鈮電解電容（CN）
用燒結(jié)的鉭塊作正極,電解質(zhì)使用固體二氧化錳溫度特性、頻率特性和可靠性均優(yōu)于普
通電解電容器，特別是漏電流極小，貯存性良好，壽命長，容量誤差小，而且體積小，單位體積下能得到比較大的電容電壓乘積對脈動電流的耐受能力差，若損壞易呈短路狀態(tài)超小型高可靠機件中。
電容量：0.1--1000u
額定電壓：6.3--125V
主要特點：損耗、漏電小于鋁電解電容
應用：在要求高的電路中代替鋁電解電容
3、 薄膜電容器
結(jié)構(gòu)與紙質(zhì)電容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質(zhì)頻率特性好，介電損
耗小不能做成大的容量，耐熱能力差濾波器、積分、振蕩、定時電路。
a 聚酯（滌綸）電容（CL）
電容量：40p--4u
額定電壓：63--630V
主要特點：小體積，大容量，耐熱耐濕，穩(wěn)定性差
應用：對穩(wěn)定性和損耗要求不高的低頻電路
b 聚苯乙烯電容（CB）
電容量：10p--1u
額定電壓：100V--30KV
主要特點：穩(wěn)定，低損耗，體積較大
應用：對穩(wěn)定性和損耗要求較高的電路
c 聚丙烯電容（CBB）
電容量：1000p--10u
額定電壓：63--2000V
主要特點：性能與聚苯相似但體積小，穩(wěn)定性略差
應用：代替大部分聚苯或云母電容，用于要求較高的電路
4、 瓷介電容器
穿心式或支柱式結(jié)構(gòu)瓷介電容器，它的一個電極就是安裝螺絲。引線電感極小，頻率特
性好，介電損耗小，有溫度補償作用不能做成大的容量，受振動會引起容量變化特別適于高頻旁路。
a 高頻瓷介電容（CC）
電容量：1--6800p
額定電壓：63--500V
主要特點：高頻損耗小，穩(wěn)定性好
應用：高頻電路
b 低頻瓷介電容（CT）
電容量：10p--4.7u
額定電壓：50V--100V
主要特點：體積小，價廉，損耗大，穩(wěn)定性差
應用：要求不高的低頻電路
5、 獨石電容器
(多層陶瓷電容器)在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料，疊合后一次繞結(jié)成一塊不可分割的整體，外面再用樹脂包封而成小體積、大容量、高可靠和耐高溫的新型電容器，高介電常數(shù)的低頻獨石電容器也具有穩(wěn)定的性能，體積極小，Q 值高容量誤差較大噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路。
容量范圍：0.5PF--1UF
耐壓：二倍額定電壓。
電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩(wěn)定，耐高溫耐濕性好等。
應用范圍：廣泛應用于電子精密儀器。各種小型電子設備作諧振、耦合、濾波、旁路。
6、 紙質(zhì)電容器
一般是用兩條鋁箔作為電極，中間以厚度為0.008～0.012mm 的電容器紙隔開重疊卷繞而成。制造工藝簡單，價格便宜，能得到較大的電容量。
一般在低頻電路內(nèi)，通常不能在高于3～4MHz 的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質(zhì)。電容器高，穩(wěn)定性也好，適用于高壓電路。
7、 微調(diào)電容器
電容量可在某一小范圍內(nèi)調(diào)整，并可在調(diào)整后固定于某個電容值。 瓷介微調(diào)電容器的Q 值高，體積也小，通?？煞譃閳A管式及圓片式兩種。 云母和聚苯乙烯介質(zhì)的通常都采用彈簧式東，結(jié)構(gòu)簡單，但穩(wěn)定性較差。 線繞瓷介微調(diào)電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動電容量的，故容量只能變小，不適合在需反復調(diào)試的場合使用。
a 空氣介質(zhì)可變電容器
可變電容量：100--1500p
主要特點：損耗小，效率高；可根據(jù)要求制成直線式、直線波長式、直線頻率式及對數(shù)式等
應用：電子儀器，廣播電視設備等
b 薄膜介質(zhì)可變電容器
可變電容量：15--550p
主要特點：體積小，重量輕；損耗比空氣介質(zhì)的大
應用：通訊，廣播接收機等
c 薄膜介質(zhì)微調(diào)電容器
可變電容量：1--29p
主要特點：損耗較大，體積小
應用：收錄機，電子儀器等電路作電路補償
d 陶瓷介質(zhì)微調(diào)電容器
可變電容量：0.3--22p
主要特點：損耗較小，體積較小
應用：精密調(diào)諧的高頻振蕩回路
8、 陶瓷電容器
用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì)，并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。 具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場合〈包括高頻在內(nèi)〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因為它們易于被脈沖電壓擊穿。高頻瓷介電容器適用于高頻電路。
9、 玻璃釉電容器（CI）
由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成，介質(zhì)再以銀層電極經(jīng)燒結(jié)而成"獨石"結(jié)構(gòu)性能可與云母電容器媲美，能耐受各種氣候環(huán)境，一般可在200℃或更高溫度下工作，額定工作電壓可達500V，損耗tgδ0.0005～0.008
電容量：10p--0.1u
額定電壓：63--400V
主要特點：穩(wěn)定性較好，損耗小，耐高溫（200 度）
應用：脈沖、耦合、旁路等電路
四、電容器主要特性參數(shù)
1、 標稱電容量和允許偏差
標稱電容量是標志在電容器上的電容量。
電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍稱精度。
精度等級與允許誤差對應關(guān)系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%）
一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級，根據(jù)用途選取。
2、額定電壓
在比較低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的比較高直流電壓有效值，一般直接標注在電容器外殼上，如果工作電壓超過電容器的耐壓，電容器擊穿，造成不可修復的永久損壞。
3、絕緣電阻
直流電壓加在電容上，并產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻。
當電容較小時，主要取決于電容的表面狀態(tài)，容量〉0.1uf 時，主要取決于介質(zhì)的性能，絕緣電阻越大越好。
電容的時間常數(shù)：為恰當?shù)脑u價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數(shù)，他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。
4、損耗
電容在電場作用下，在單位時間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值，電容的損耗主要由介質(zhì)損耗，電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。
在直流電場的作用下，電容器的損耗以漏導損耗的形式存在，一般較小，在交變電場的作用下，電容的損耗不僅與漏導有關(guān)，而且與周期性的極化建立過程有關(guān)。
5、頻率特性
隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。
五、電容器容量標示
1、 直標法
用數(shù)字和單位符號直接標出。如01uF 表示0.01 微法，有些電容用“R”表
示小數(shù)點，如R56 表示0.56 微法。
2、 文字符號法
用數(shù)字和文字符號有規(guī)律的組合來表示容量。如p10 表示0.1pF,1p0 表示
1pF,6P8 表示6.8pF, 2u2 表示2.2uF
3、 色標法
用色環(huán)或色點表示電容器的主要參數(shù)。電容器的色標法與電阻相同。
電容器偏差標志符號：+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、
+50%-20%--S、+80%-20%--Z。