電容的分類及選型知識

1、電容的分類及選型知識大全電容是電子電路設(shè)計中不可缺少的元器件,在濾波、去耦、耦合以及微積分電路中具有不可代替的作用。市場上生產(chǎn)電容器的廠家極多，比較著名的公司有韓國的SAMSUNG,日本的村田，美國的AVX等。各個公司的產(chǎn)品都有自己的規(guī)格型號和命名方式，選用時應(yīng)該到官網(wǎng)查找自己所需要的型號。本文介紹的是電容的一般性分類和選購的基本指導(dǎo)原則，供設(shè)計者在設(shè)計時宏觀把握電容的選型。電容有多種分類方式，其中最重要的是按照介質(zhì)進行分類。因為介質(zhì)直接影響電容的性能。一、電容的分類方式1.按結(jié)構(gòu)可分為：1）固定電容、2）可變電容、3）半可變電容（微調(diào)電容）顧名思義，固定電容（Fixed capacitanc

2、e）的容值是固定不變的,當(dāng)然，這個固定指的是相對固定，因為電容的容值隨著電壓和溫度的改變會稍微有變動，這就是為何電容都有精度，常見的精度有5%，10%，20%等等?？勺冸娙荩╒ariable capacitor）指的是容值可以改變的電容，道理如滑動變阻器一樣?？勺冸娙荻嘤糜谙辔谎a償電路中，例如示波器探頭內(nèi)的補償電容。半可變電容（微調(diào)電容Tuning capacitor）道理與可變電容一樣，但是其電容改變范圍很小，也可用于補償電路。2.按極性分為：1）極性電容、2）非極性電容極性電容是具有正負(fù)方向的，接反會產(chǎn)生嚴(yán)重后果，甚至是爆炸（電解電容），極性電容的容值一般比較大。非極性電容是沒有正負(fù)方向之

3、分的，使用更加方便。3、按照介質(zhì)分類1）氣體介質(zhì)電容：空氣電容2）電解電容：液態(tài)電解電容（如鋁質(zhì)電解電容）和固態(tài)電解電容（鉭電容）3）無機介質(zhì)電容：瓷介電容、云母電容、玻璃釉電容4）有機介質(zhì)電容：聚乙酯電容(Mylar 電容) 、金屬化聚乙酯電容(MKT 電容) 聚丙烯電容(PP 電容) 、金屬化聚丙烯電容(MKP 電容) 聚苯乙烯電容(PS 電容) 、聚碳酸電容、聚酯電容（滌綸電容）以上為電容分類的大體情況。其中按照介質(zhì)分類是最重要的分類方式，因為介質(zhì)影響電容的性能。其中每種分類方式中還有其他分類，在后文予以介紹。二、不同介質(zhì)電容的特點1.氣體介質(zhì)電容氣體介質(zhì)電容器就是以空氣或者其他氣體作為

4、介質(zhì)的電容器，由多片可180轉(zhuǎn)動的動片與多片固定的定片組成，它的電容量在一 定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。當(dāng)將動片全部旋進定片間時，其電容量為最大；反之，將動片全部全部旋出定片間時，電容量最小。如圖所示為空氣介質(zhì)可變電容器的外形?？諝饨橘|(zhì)可變電容器具有能精確調(diào)節(jié)電容量、介質(zhì)損耗小、穩(wěn)定性好、壽命長、體積較大、絕緣電阻高等特點。一般用在收音機、電子儀器、通信設(shè)備及有限廣播電視等電子設(shè)備中?？諝饨橘|(zhì)電容器一般應(yīng)用范圍不廣。2、電解電容（Electrolytic capacitor）1）液態(tài)電解電容（鋁質(zhì)電解電容） 幾乎所有的液態(tài)電解電容都是鋁質(zhì)電解電容。鋁質(zhì)電解電容的突出特點是：單位容值大，尺寸?。▋H僅是相對

5、而言），電感適中。其耐壓值可以從6.3V到500V。鋁質(zhì)電解電容一般為圓柱形。其缺點是：一般具有極性，漏電流大，損耗大，頻率特性差，穩(wěn)定性差，不能承受低溫和低氣壓，一般只能用于地面設(shè)備。由于鋁質(zhì)電解電容器的上述特點，所以鋁質(zhì)電解電容器一般用于儲能、旁路和低頻濾波作用。關(guān)于電解電容器特性介紹見液態(tài)鋁鋁電解電容器特性介紹，關(guān)于鋁質(zhì)電解電容器的電壓容值對應(yīng)關(guān)系及封裝見電解電容封裝尺寸及電解電容封裝。2）固態(tài)電解電容（鉭電容）基本性能概述鉭電容是常見的固態(tài)電解電容，鉭電容是一種用金屬鉭（Ta）作為陽極材料而制成的電解電容。按照結(jié)構(gòu)的不同可以分為箔式和鉭燒粉結(jié)式兩種結(jié)構(gòu)。在鉭燒粉結(jié)式電容中，又因為工作介

6、質(zhì)的不同，分為固體電解質(zhì)的鉭電容和非固體電解質(zhì)的鉭電容，其中固體鉭電解電容用量大，如CA型，CA42型等。鉭電解電容器與鋁電解電容器相比具有如下特點：a.體積小。鉭電容的單位體積內(nèi)的電容量大，因此體積可以做的更小b.使用溫度范圍廣。鉭電容的溫度范圍可達(dá)-55到100，鋁質(zhì)電解電容雖然也能達(dá)到這個溫度，但是性能變差；c.壽命長、絕緣電阻高，漏電流小，功耗低。鉭電容的鉭氧化膜不僅能耐腐蝕，還能長時間保持優(yōu)良的性能。d.阻抗頻率特性好。鉭固體電解電容可以工作在50KHz以上。e.可靠性高。鉭氧化膜的化學(xué)性能穩(wěn)定，又因鉭陽極基體Ta205耐強酸強堿，使得鉭電解電容相比鋁質(zhì)電解電容具有低損耗、溫度穩(wěn)定性

7、更好。但是鉭電容也具有一下缺點：漏電流大，價格貴，具有極性，穩(wěn)定性差，精度差，耐壓值低。目前，鉭電容的耐壓值最大為50V。（參加AVX公司提供的參數(shù)表）。SAMSUNG公司產(chǎn)品基本介紹SAMSUNG公司生產(chǎn)的鉭電容有9個系列。這9個系列的區(qū)別與聯(lián)系如下：SCN series ：Stander Series：標(biāo)準(zhǔn)型號封裝，容值從0.15u到68u，每種容值對應(yīng)的封裝也不一致，在選購時要注意查找資料。SCS Series ：Miniaturized Tantalum ：小型化鉭電容。該系列容值為0.47u到680uSCS-Pseries ：2012 size miniaturized ，該系列全部

8、是2012封裝，容值是0.22u到22u?？梢哉J(rèn)為該系列是SCS的縮小版。SCM-Series:Utral-Miniaturized(1608),超小封裝鉭電容，1.0u到10u；SCF-Series：Face Down Tantalum：對于濾波、旁路、耦合和阻斷電路具有更好的性能；SCE-Series：Low ESR:低等效串聯(lián)電阻，可以降低功耗SCL-Series：Low Profile Tantalum：該種電容降低了厚度；PCS-Series：該種電容具有較低的等效串聯(lián)電阻，更加適合大電流波動的處理。PCL-Series：在PCS的基礎(chǔ)上，降低了高度。3.無機介質(zhì)電容 片狀多層陶瓷電

9、容MLCC陶瓷電容器 （ceramic capacitor；ceramic condenser ） 就是用陶瓷作為電介質(zhì)，在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后經(jīng)低溫?zé)摄y質(zhì)薄膜作極板而制成。它的外形以片式居多，也有管形、圓形等形狀。陶瓷電容器又分為低頻陶瓷電容器和高頻陶瓷電容器兩種，或者分成I類陶瓷電容器和II類陶瓷電容器兩種。通常NP0,SL0,COG是I類瓷介電容，X7R,X5R,Y5U,Y5V是II類瓷介電容， I類瓷介電容容量穩(wěn)定性很好，基本不隨溫度，電壓，時間等變化而變化，但是一般容量都很小，而II類瓷介電容容量穩(wěn)定性很差，隨著溫度，電壓，時間變化幅度較大，所以一般用在對容量穩(wěn)定性要求不高的

10、場合，如濾波等。根據(jù)介質(zhì)的不同，通?？梢詫⑻沾呻娙萜鞣譃橐韵聨最悾篘PO（COG）類，屬于第一類陶瓷電容器,超穩(wěn)定級電容器。NPO是一種最常用的具有溫度補償特性的單片陶瓷電容器。它的填充介質(zhì)是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的。NPO電容器是電容量和介質(zhì)損耗最穩(wěn)定的電容器之一。在溫度從-55到+125時容量變化為030ppm/，電容量隨頻率的變化小于0.3C。NPO電容的漂移或滯后小于0.05%，相對大于2%的薄膜電容來說是可以忽略不計的。其典型的容量相對使用壽命的變化小于0.1%。NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質(zhì)損耗隨頻率變化的特性也不同，大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好。下表

11、給出了NPO電容器可選取的容量范圍。COG是NPO中最好的一種.封 裝 DC=50V DC=100V 0805 0.5-1000pF 0.5-820pF 1206 0.5-1200pF 0.5-1800pF 1210 560-5600pF 560-2700pF 2225 1000pF-0.033F 1000pF-0.018f概括為：NPO類陶瓷電容器溫度穩(wěn)定性好，頻率特性好。NPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容，以及高頻電路中的耦合電容。穩(wěn)定級電容器X5R/X7R/X6S介質(zhì)這三種電容器都是誤差在15%或者22%以內(nèi)的，算作穩(wěn)定級，但是其使用溫度有所不同。X5R表示工作在-55度到+8

12、5度，整個溫度范圍內(nèi)偏差正負(fù)15%X7R表示工作在-55度到+125度，整個溫度范圍內(nèi)偏差正負(fù)15%X6S表示工作在-55度到105度，整個溫度范圍內(nèi)偏差正負(fù)22%X7R電容器被稱為溫度穩(wěn)定型的陶瓷電容器。當(dāng)溫度在-55到+125時其容量變化為15%，需要注意的是此時電容器容量變化是非線性的。X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的，它也隨時間的變化而變化，大約 每10年變化1%C，表現(xiàn)為10年變化了約5%。 X7R電容器主要應(yīng)用于要求不高的工業(yè)應(yīng)用，而且當(dāng)電壓變化時其容量變化是可以接受的條件下。它的主要特點是在相同的體積下電容量可以做的比較大。下表給出了X7R電容器可選取的容量范圍

13、。封 裝 DC=50V DC=100V 0805 330pF-0.056uF 330pF-0.012uF 1206 1000pF-0.15uF 1000pF-0.047uF 1210 1000pF-0.22uF 1000pF-0.1F 2225 0.01F-1F 0.01F-0.56F 通用級電容器Z5UZ5U電容器稱為”通用”陶瓷單片電容器。這里首先需要考慮的是使用溫度范圍，對于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本。對于上述三種陶瓷單片電容起來說在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量。但它的電容量受環(huán)境和工作條件影響較大，它的老化率最大可達(dá)每10年下降5%。 盡管它的容量不穩(wěn)定，由于它具

14、有小體積、等效串聯(lián)電感（ESL）和等效串聯(lián)電阻（ESR）低、良好的頻率響應(yīng)，使其具有廣泛的應(yīng)用范圍。尤其是在退耦電路的應(yīng)用中。下表給出了Z5U電容器的取值范圍。 封 裝 DC=25V DC=50V 0805 0.01F-0.12F 0.01F-0.1F 1206 0.01F-0.33F 0.01F-0.27F 1210 0.01F-0.68F 0.01F-0.47F 2225 0.01F-1F 0.01F-1FZ5U電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下: 工作溫度范圍 +10 - +85 溫度特性 +22% - -56% 介質(zhì)損耗 最大 4% 能用級電容器Y5VY5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器

15、，在-30到85范圍內(nèi)其容量變化可達(dá) +22%到-82%。 Y5V的高介電常數(shù)允許在較小的物理尺寸下制造出高達(dá)4.7F電容器。 Y5V電容器的取值范圍如下表所示 封 裝 DC=25V DC=50V 0805 0.01F-0.39F 0.01F-0.1F 1206 0.01F-1F 0.01F-0.33F 1210 0.1F-1.5F 0.01F-0.47F 2225 0.68F-2.2F 0.68F-1.5FY5V電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下: 工作溫度范圍 -30 - +85 溫度特性 +22% - -82% 介質(zhì)損耗 最大 5%引線式多層陶瓷電容（獨石電容）無極性；插腳式；是用MLCC電容焊接

16、兩個引腳，然后把芯用包封材料制造而成；CC41、CT41就屬于這類。獨石電容為直插電容，是陶瓷電容的一種。它的體積相對于貼片電容來說比較大，溫漂系數(shù)比較小，穩(wěn)定性較好。獨石電容一般是含鉛的，因此在AVX分類中，將其列為leaded一類。獨石電容器的耐壓值一般比較低。在AVX Multilayer Ceramic leaded Capacitor文檔中，對AVX生產(chǎn)的所有獨石電容型號均作了詳細(xì)介紹，可以根據(jù)需要選擇合適的電容。圓形陶瓷電容（瓷介電容） 無極性；單層；正負(fù)極為金屬電極、電介質(zhì)是陶瓷材料；個頭比較大，一般為高壓電容；CC81、CT81就屬于這類。玻璃釉電容 玻璃釉電容器的介質(zhì)是玻璃釉

17、粉加壓制成的薄片。因釉粉有不同的配制工藝方法，因而可獲得不同性能的介質(zhì)，也就可以制成不同性能的玻璃釉電容器。玻璃釉電容器具有介質(zhì)介電系數(shù)大、體積小、損耗較小等特點，耐溫性和抗?jié)裥砸草^好。 玻璃釉電容器適合半導(dǎo)體電路和小型電子儀器中的交、直流電路或脈沖電路使用。在AVX官網(wǎng)中，玻璃釉電容器分在Glass一類中。云母電容器云母電容器是最早使用的高性能電容器，具有穩(wěn)定性好、分布電感小、精度高、損耗小、絕緣電阻大、溫度特性及頻率特性好等優(yōu)點，工作電壓很高，為50V到7KV，一般在高頻電路中作信號耦合、旁路、調(diào)諧等電容器使用。常見的云母電容器有CY系列，CYZ系列，CYRX系列等。在AVX官網(wǎng)中，云母電

18、容器被分在RF/Microwave系列中。4.有機介質(zhì)電容薄膜電容它是采用醋酸纖維素和聚碳酸醋等漆膜材料作介質(zhì)，用蒸發(fā)金屬作電極而構(gòu)成。薄膜電容絕緣電阻高，耐熱性好。具有自愈性和無感特性。具有優(yōu)良的高頻絕緣性能，電容量與損耗角在很大頻率范圍內(nèi)與頻率無關(guān)，隨溫度變化很小，而介電強度隨溫度升高而有所增加，這是其他介質(zhì)材料難以具備的。耐溫高，吸收系數(shù)小。一般用于高頻濾波、高頻旁路、一階或二階濾波電路。在AVX官網(wǎng)中，薄膜電容器被分在Film capacitor中。CBB電容CBB電容以金屬化聚丙烯膜串聯(lián)結(jié)構(gòu)型式，能抗高電壓、大電流沖擊，具有損耗小，電性能優(yōu)良，可靠性高和自愈性能?；谝陨系膬?yōu)點，所以

19、CBB電容器被大量使用在模擬電路上。尤其是在信號交連的部份，必須使用頻率特性良好，介質(zhì)損失極低的電容器，方能確保信號在傳送時，不致有太大的失真情形發(fā)生。介電常數(shù)較高，體積小，容量大，穩(wěn)定性比較好，適宜做旁路電容。聚丙烯薄膜電容介質(zhì)損耗小，絕緣電阻高，但是溫度系數(shù)大可用于高頻電路。CBB電容的特點：a無極性，絕緣阻抗很高，頻率特性優(yōu)異，而且介質(zhì)損失很小。b介電常數(shù)較高，體積小，容量大，穩(wěn)定性比較好。c介質(zhì)損耗小，絕緣電阻高，但是溫度系數(shù)大。詳情見CBB、CL電容介紹大全(原版)三、電容的基本參數(shù)（1） 容量與誤差：實際電容量和標(biāo)稱電容量允許的最大偏差范圍。一般分為3級：I級5%，II級10%，I

20、II級20%。在有些情況下，還有0級，誤差為20%。精密電容器的允許誤差較小，而電解電容器的誤差較大，它們采用不同的誤差等級。常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同。用字母表示：D-005級-0.5%；F-01級-1%；G-02級-2%；J-I級-5%；K-II級-10%；M-III級-20%。 （2） 額定工作電壓：電容器在電路中能夠長期穩(wěn)定、可靠工作，所承受的最大直流電壓，又稱耐壓。對于結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、容量相同的器件，耐壓越高，體積越大。（3） 溫度系數(shù)：在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每變化1，電容量的相對變化值。溫度系數(shù)越小越好。（4） 絕緣電阻：用來表明漏電大小的。一般小容量的電容，絕緣電阻

21、很大，在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對而言，絕緣電阻越大越好，漏電也小。（5） 損耗：在電場的作用下，電容器在單位時間內(nèi)發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來自介質(zhì)損耗和金屬損耗。通常用損耗角正切值來表示。（6） 頻率特性：電容器的電參數(shù)隨電場頻率而變化的性質(zhì)。在高頻條件下工作的電容器，由于介電常數(shù)在高頻時比低頻時小，電容量也相應(yīng)減小。損耗也隨頻率的升高而增加。另外，在高頻工作時，電容器的分布參數(shù)，如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等，都會影響電容器的性能。所有這些，使得電容器的使用頻率受到限制。不同品種的電容器，最高使用頻率不同。小型云母電容器在25

22、0MHZ以內(nèi)；圓片型瓷介電容器為300MHZ；圓管型瓷介電容器為200MHZ；圓盤型瓷介可達(dá)3000MHZ；小型紙介電容器為80MHZ；中型紙介電容器只有8MHZ。四、電容的選型指南 電容的選型，通常要考慮五個重要參數(shù)： 1.電容的容值：這是設(shè)計者必須考慮的。一般在設(shè)計初期，就應(yīng)該確定電容容值，并以此來查找相關(guān)容值的電容封裝形式。 2.電容的封裝：一定要明確電容封裝形式，并且要弄清楚容值與封裝是否能對應(yīng)。 3.電容的精度。一般有5%精度，10%精度，20%精度等。 4、電容的溫度系數(shù)：這個主要取決于電容的介質(zhì)，不同的介質(zhì)具有不同的溫度系數(shù)。 5.絕緣電阻 6、頻率特性：頻率特性可以通過廠家提供的數(shù)據(jù)手冊進行查找。在選型時，根據(jù)使用場合先確定電容的介質(zhì)，然后查找相關(guān)廠家的產(chǎn)品，找到合適的電容。一般的，每種廠家都有自己的命名方式，要從官網(wǎng)上下載權(quán)威資料，查找相關(guān)型號。各種電容性能比較各種電容使用場合五、電容的生產(chǎn)廠家1) AVX 2)松下3）SANSUNG 4）索尼5) EACO6)臺灣旺詮（RELEC） 7)村田 附表1 貼片電容的封裝尺寸封裝L（長度）W（寬度）t（高）功率備注公制（毫米）公制（毫米）公制（