北京星河亮点通信软件有限责任公司电容基础知识部门:硬件部文件编号:- -文件版本:V1.0总页数:共21页编制人:富蔓审核人:批准人:会签人:发布日期:实施日期:1电容器的种类1.1简介电容器简称电容,是一种能贮存电荷或电场能量的元件。
它是电路种常用的电子元器件之一,具有充、放电的特点,能够实现通交流、隔直流,因此,常用于隔直流、耦合、旁路、滤波、去耦、移相、谐振回路调谐、波形变换和能量转换等电路中。
电容器的种类繁多,按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种,电容的性能、外部结构和用途在很大程度上取决于其所用的电介质,因此按介质材料是常见的电容分类方法,大致可以分为以下几类:有机介质、无机介质、气体介质、电解质。
1.2无机介质1.2.1纸介电容用两片金属箔做电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金属壳或者绝缘材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中制成。
它的特点是体积较小,容量可以做得较大。
但是有固有电感和损耗都比较大,用于低频比较合适。
1.2.2金属化纸介电容结构和纸介电容基本相同。
它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频电路中。
图1-1 纸介和金属化纸介电容1.2.3油浸纸介电容它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里,能增强它的耐压。
它的特点是电容量大、耐压高,但是体积较大。
图1-2 油浸纸介电容1.2.4云母电容用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。
它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大、温度系数小,适宜用于高频电路。
图1-3 云母电容1.2.5玻璃釉电容以玻璃釉作介质,具有瓷介电容器的优点,且体积更小,耐高温。
1.2.6陶瓷电容用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成。
它的特点是体积小,耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路。
铁电陶瓷电容容量较大,但是损耗和温度系数较大,适宜用于低频电路。
图1-4 陶瓷电容1.3有机介质1.3.1涤纶薄膜电容(CL)介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好,适宜做旁路电容。
1.3.2聚苯乙烯薄膜电容(CB)介质损耗小,绝缘电阻高,但是温度系数大,可用于高频电路。
1.3.3聚丙烯电容(CBB)性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差,可以代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路符号:图1-5 有机介质电容1.4电解电容1.4.1铝电解电容它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。
还需要经过直流电压处理,使正极片上形成一层氧化膜做介质。
它的特点是容量大,但是漏电大,误差大,稳定性差,常用作交流旁路和滤波,在要求不高时也用于信号耦合。
电解电容有正、负极之分,使用时不能接反。
有正负极性,使用的时候,正负极不要接反。
对铝电解电容器来讲,主要尺寸有4个:L——电解电容器高度D——电解电容器直径F——电解电容器2引脚间距d——电解电容器引脚直径一般来说,额定电压高、容值大的电解电容器尺寸大。
图1-6 电解电容1.4.2钽、铌电解电容它用金属钽或者铌做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。
它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。
用在要求较高的设备中。
贴片钽电容(以下简称钽电容)作为电解电容器中的一类,广泛应用于各类电子产品,特别是一些高密度组装,内部空间体积小产品,如手机、便携式打印机。
钽电容是一种用金属钽(Ta)作为阳极材料而制成的,按阳极结构的不同可分为箔式和钽烧粉结式两种。
在钽粉烧结式钽电容中,又因工作电解质不同,分为固体电解质钽电容(Solid Tantalum)和非固体电解质钽电容。
其中,固体钽电解电容器用量最大。
钽电容由于使用金属钽做介质,不需要像普通电解电容那样使用电解液。
另外,钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸烧制,所以本身几乎没有电感,但同时也限制了它的容量。
图1-7 钽电解电容主要封装有3216、3528、6032、7343、7343H等。
结构和封装尺寸见图1-8和表1-1。
图1-8 钽电容结构图表1-1 钽电容封装EIA编号L±0.20(0.008)W+0.20(0.008)-0.10 (0.004)H+0.20(0.008)-0.10 (0.004)W1±0.20(0.008)A+0.30(0.012)-0.20 (0.008)S Min.3216-18 3.20 (0.126) 1.60 (0.063) 1.60 (0.063) 1.20 (0.047) 0.80 (0.031) 1.80 (0.071) 3528-21 3.50 (0.138) 2.80 (0.110) 1.90 (0.075) 2.20 (0.087) 0.80 (0.031) 1.40 (0.055) 6032-28 6.00 (0.236) 3.20 (0.126) 2.60 (0.102) 2.20 (0.087) 1.30 (0.051) 2.90 (0.114) 7343-31 7.30 (0.287) 4.30 (0.169) 2.90 (0.114) 2.40 (0.094) 1.30 (0.051) 4.40 (0.173) 7343-43 7.30 (0.287) 4.30 (0.169) 4.10 (0.162) 2.40 (0.094) 1.30 (0.051) 4.40 (0.173)7361-38 7.30 (0.287) 6.10 (0.240)3.45±0.30(0.136±0.012)3.10 (0.120) 1.40 (0.055)4.40 (0.173单位:毫米(英寸)1.4.3独石电容通常大家所说的贴片电容是指片式多层陶瓷电容(Multilayer Ceramic Capacitors),简称MLCC,又叫做独石电容。
它是在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料,叠合后一次烧结成一块不可分割的整体,外面再用树脂包封而成的。
具有小体积、大容量、Q值高、高可靠和耐高温等优点。
同时也具有容量误差较大、温度系数很高的缺点。
一般用在噪声旁路、滤波器、积分、振荡电路。
图1-9 独石电容独石电容的主要封装有0402、0603、0805、1206、1210等,见表1-2。
封装(L) 长度公制(毫米)英制(英寸)(W) 宽度公制(毫米)英制(英寸)(t) 端点公制(毫米)英制(英寸)02010.60 ± 0.03(0.024 ±0.001)0.30 ± 0.03(0.011 ±0.001)0.15 ± 0.05(0.006 ±0.002)04021.00 ± 0.10(0.040 ±0.004)0.50 ± 0.10(0.020 ±0.004)0.25 ± 0.15(0.010 ±0.006)06031.60 ± 0.15(0.063 ±0.006)0.81 ± 0.15(0.032 ±0.006)0.35 ± 0.15(0.014 ±0.006)08052.01 ± 0.20(0.079 ±0.008)1.25 ± 0.20(0.049 ±0.008)0.50 ± 0.25(0.020 ±0.010)12063.20 ± 0.20(0.126 ±0.008)1.60 ± 0.20(0.063 ±0.008)0.50 ± 0.25(0.020 ±0.010)1210 3.20 ± 0.20 2.50 ± 0.20 0.50 ± 0.25独石电容(MLCC)根据材料分为I型和II型两类。
I型是温度补偿型,II型是温度稳定型和普通应用的。
I型电容通常是由钛酸钡不占主要部分的钛酸盐混合物构成。
它们有可预见的温度系数,通常没有老化特性。
因此它们是可用的最稳定的电容。
最常用的I型多层陶瓷电容是COG(NPO)温度补偿型电容(±0 ppm/°C).II型电容通常也是由钛酸钡化合物组成。
II型电容有很大的电容容量和温度稳定性。
最普通最常用的II型电容电解质是X7R和Y5V。
在温度范围-55°C到125°C之间,X7R能提供仅有±15%变化的的中等容量的电容容量。
它最适合应用在温度范围宽,电容量要求稳定的场合。
Y5V能提供最大的电容容量,常用在环境温度变化不大的地方。
在温度范围-30°C to 85°C 之间,Y5V电容值的变化是22% to -82%。
所有的II型电容的电容容量受几个条件影响:温度变化、操作电压(直流和交流)、频率。
1.5其它电容1.5.1半可变电容也叫做微调电容。
它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。
调节的时候改变两片之间的距离或者面积。
它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。
1.5.2可变电容它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。
把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。
可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。
空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。
聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中。