電容器結(jié)構(gòu)特性及分類解析方案

電容器結(jié)構(gòu)特性及分類解析方案類別：\o"電源技術(shù)"電源技術(shù)

電容器是最基礎(chǔ)和重要的電子元件，由兩塊導(dǎo)體夾著一塊絕緣體構(gòu)成的電子元件。電容器作為三大基本元器件之一，重要作用就是儲(chǔ)能和濾波，此外尚有隔直、旁路、耦合、整流、調(diào)諧、能量轉(zhuǎn)換等功能;根據(jù)記錄整機(jī)故障因素中，由電容器選擇和應(yīng)用方面的因素導(dǎo)致的故障約占電容器總失效率的55～85%;電容器自身質(zhì)量導(dǎo)致的失效約占15～45%。因此，在電子產(chǎn)品中做好電容器的選擇和應(yīng)用，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的基礎(chǔ)。2電容器的結(jié)構(gòu)和特性⑴電容器的分類電容器的種類按介質(zhì)分有：無機(jī)介質(zhì)電容器、有機(jī)介質(zhì)電容器、電解電容器等;按結(jié)構(gòu)分有：固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器三大類。不同介質(zhì)的電容，在結(jié)構(gòu)、成本、特性、用途等都大不相同。⑵常用電容器的結(jié)構(gòu)和特性①鋁電解電容器內(nèi)裝液體電解質(zhì)，外裹鋁皮;外表做負(fù)極，內(nèi)插鋁帶做正極。特點(diǎn)是體積小、容量大、可耐受大的脈動(dòng)電流，但容量誤差大、泄漏電流大、損耗大，穩(wěn)定性差。②鉭電解電容器鉭電容是由稀有金屬鉭加工而成，鉭電容最大的優(yōu)勢(shì)是沒有壽命限制，由于所有的材質(zhì)都是固體材料，此外有高CV值、體積小、性能穩(wěn)定、絕緣電阻高、溫度性能好，適于用在規(guī)定較高的電子設(shè)備中。③陶瓷電容器用陶瓷做介質(zhì)。在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質(zhì)薄膜作極板制成。特點(diǎn)是體積小、耐熱性好、損耗小、絕緣電阻大，但容量小。④云母電容器用金屬箔或在云母片上噴涂銀層做電極板，極板和云母一層層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹脂中制成。特點(diǎn)是介質(zhì)損耗小、絕緣電阻大、但溫度系數(shù)小。⑤紙介電容器用金屬箔做電極，中間夾極薄的電容紙，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料殼中制成。它的特點(diǎn)是體積較小，容量可以做得較大，但是固有電感和損耗比較大。⑥薄膜電容器結(jié)構(gòu)同紙介電容器，介質(zhì)是滌綸或聚苯乙烯。滌綸薄膜電容介質(zhì)常數(shù)較高、體積小、容量大、穩(wěn)定性較好、頻率特性好、介電損耗小，不能做成大的容量，耐熱能力差。而聚苯乙烯薄膜電容器，介質(zhì)損耗小、絕緣電阻高，但溫度系數(shù)大。⑦金屬化紙介電容器結(jié)構(gòu)與紙介電容器同，由金屬膜代替金屬箔，體積小、容量大。⑧油浸紙介電容器它是把紙介電容浸在通過特別解決的油里，增強(qiáng)耐壓。特點(diǎn)是電容量大、耐壓高、但體積大。⑨超電容實(shí)質(zhì)上由兩個(gè)極板和一塊懸掛在電解液中的隔板組成。特點(diǎn)是容量特大，可以達(dá)成650F～3000F的電容值。重要應(yīng)用于穩(wěn)定直流總線電壓?？勺鳛槌潆婋姵貞?yīng)用。3電容器的重要特性參數(shù)⑴電容重要特性參數(shù)①標(biāo)稱電容量標(biāo)志在電容器上的電容量。但電容器實(shí)際電容量與標(biāo)稱電容量是有偏差的，精度等級(jí)與允許誤差有相應(yīng)關(guān)系。一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)，根據(jù)用途選取。電解電容器的容值，取決于在交流電壓下工作時(shí)所呈現(xiàn)的阻抗，隨著工作頻率、溫度、電壓以及測(cè)量方法的變化，容值將有變化。②額定電壓在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓的有效值，假如工作電壓超過電容器的耐壓，電容器將被擊穿，導(dǎo)致?lián)p壞。在實(shí)際中，隨著溫度的升高，耐壓值將變低。③絕緣電阻直流電壓加在電容上，產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻。當(dāng)電容較小時(shí)，重要取決于電容的表面狀態(tài);容量>0.1μF時(shí)，重要取決于介質(zhì)。絕緣電阻越大越好。④損耗電容在電場(chǎng)作用下，在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。損耗與頻率范圍、介質(zhì)、電導(dǎo)、電容金屬部分的電阻等有關(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。當(dāng)電容工作在諧振頻率以下時(shí)，表現(xiàn)為容性，當(dāng)超過其諧振頻率，表現(xiàn)為感性，此時(shí)就不是一個(gè)電容而是一個(gè)電感了。所以一定要避免電容工作于諧振頻率以上。⑵電容器選擇常用的幾個(gè)參數(shù)①溫度系數(shù)，也就是電容值隨溫度變化的范圍。②損耗因數(shù)，由于電容器的泄漏電阻、等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感，這三項(xiàng)指標(biāo)幾乎總是很難分開，所以許多電容器制造廠家將它們合并成一項(xiàng)指標(biāo)，稱作損耗因數(shù)，重要用來描述電容器的無效限度。損耗因數(shù)定義為電容器每周期損耗能量與儲(chǔ)存能量之比。又稱為損耗角正切。③Q值，又稱為品質(zhì)因數(shù)，是損耗因數(shù)的倒數(shù)。一般電容的手冊(cè)中會(huì)標(biāo)注Q或損耗因數(shù)。④介電常數(shù)K，電容的不同重要是填充介質(zhì)的不同，介電常數(shù)的大小關(guān)系電容的體積和介質(zhì)吸取不同，介電常數(shù)大，在較小的體積上就可以集成很大的容量，但介質(zhì)吸取就很嚴(yán)重。4電容器選用方法⑴電容選擇考慮原則要留足余量,不能勉強(qiáng)運(yùn)用,否則將導(dǎo)致不必要的損壞.重要考慮以下幾點(diǎn)：①應(yīng)根據(jù)電路規(guī)定選擇電容器的類型;②合理擬定電容器的電容量及允許偏差;③選用電容器的工作電壓應(yīng)符合電路規(guī)定;④優(yōu)先選用絕緣電阻大、介質(zhì)損耗小、漏電流小的電容器;⑤應(yīng)根據(jù)電容器工作環(huán)境選擇電容器。⑵電容器在電路中的常規(guī)選用①不同電路條件電容器類型的選擇對(duì)于規(guī)定不高的低頻電路和直流電路，一般可選用紙介電容器，也可選用低頻瓷介電容器。在高頻電路中，當(dāng)電氣性能規(guī)定較高時(shí)，可選用云母電容器、高頻瓷介電容器或穿心瓷介電容器。在規(guī)定較高的中頻及低頻電路中，可選用塑料薄膜電容器。在電源濾波、去耦電路中，一般可選用鋁電解電容器。對(duì)于規(guī)定可靠性高、穩(wěn)定性高的電路，應(yīng)選用云母電容器、漆膜電容器或鉭電解電容器。對(duì)于高壓電路，應(yīng)選用高壓瓷介電容器或其他類型的高壓電容器。對(duì)于調(diào)諧電路，應(yīng)選用可變電容器及微調(diào)電容器。②不同電路條件電容器容量的選擇在低頻的耦合及去耦電路中，一般對(duì)電容器的電容量規(guī)定不太嚴(yán)格，只要按計(jì)算值選取稍大一些的電容量便可以了。在定期電路、振蕩回路及音調(diào)控制等電路中，對(duì)電容器的電容量規(guī)定較為嚴(yán)格，因此選取電容量的標(biāo)稱值應(yīng)盡量與計(jì)算的電容值相一致或盡量接近，應(yīng)盡量選精度高的電容器。在一些特殊的電路中，往往對(duì)電容器的電容量規(guī)定非常精確，此時(shí)應(yīng)選用允許偏差在±0.1%～±0.5%范圍內(nèi)的高精度電容器。③耐壓有較高規(guī)定場(chǎng)合電容器的選擇一般情況下，選用電容器的額定電壓應(yīng)是實(shí)際工作電壓的(1.2～1.3)倍。對(duì)于工作環(huán)境溫度較高或穩(wěn)定性較差的電路，選用電容器的額定電壓應(yīng)考慮降額使用。電容器的額定電壓一般是指直流電壓，若要用于交流電路，應(yīng)根據(jù)電容器的特性及規(guī)格選用;若要用于脈動(dòng)電路，則應(yīng)按交、直流分量總和不得超過電容器的額定電壓來選用。④環(huán)境有較高規(guī)定的場(chǎng)合電容器的選擇(a)在高溫條件下使用的電容器應(yīng)選用工作溫度高的電容器。(b)在潮濕環(huán)境中工作的電路，應(yīng)選用抗?jié)裥院玫拿芊怆娙萜鳌?c)在低溫條件下使用的電容器，應(yīng)選用耐寒的電容器。這對(duì)電解電容器來說尤為重要，由于普通的電解電容器在低溫條件下會(huì)使電解液結(jié)冰而失效。(d)選用電容器時(shí)應(yīng)考慮安裝現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)定。電容器的外形有很多種，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來選擇電容器的形狀及引腳尺寸。⑤常見電路電容器的一般選擇(但要考慮電容的性能參數(shù)與使用環(huán)境的條件密切相關(guān))(a)高頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器。(b)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。(c)濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復(fù)合紙介電容器、液體鉭電容器。(d)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。(e)高頻耦合：陶瓷電容器、云母電容器、聚苯乙烯電容器。(f)低頻耦合：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。焊接時(shí)，減少使用活性高、酸性強(qiáng)的助焊劑，用免清洗助焊劑，注意焊接條件。電容器結(jié)構(gòu)特性及分類解析方案發(fā)布:2023-3-2014:45|作者:——|來源:元器件交易網(wǎng)TAG:元器件可靠性大電容器絕緣體

1前言電容器是最基礎(chǔ)和重要的電子元件，由兩塊導(dǎo)體夾著一塊絕緣體構(gòu)成的電子元件。電容器作為三大基本元器件之一，重要作用就是儲(chǔ)能和濾波，此外尚有隔直、旁路、耦合、整流、調(diào)諧、能量轉(zhuǎn)換等功能;根據(jù)記錄整機(jī)故障因素中，由電容器選擇和應(yīng)用方面的因素導(dǎo)致的故障約占電容器總失效率的55～85%;電容器自身質(zhì)量導(dǎo)致的失效約占15～45%。因此，在電子產(chǎn)品中做好電容器的選擇和應(yīng)用，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的基礎(chǔ)。2電容器的結(jié)構(gòu)和特性⑴電容器的分類電容器的種類按介質(zhì)分有：無機(jī)介質(zhì)電容器、有機(jī)介質(zhì)電容器、電解電容器等;按結(jié)構(gòu)分有：固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器三大類。不同介質(zhì)的電容，在結(jié)構(gòu)、成本、特性、用途等都大不相同。⑵常用電容器的結(jié)構(gòu)和特性①鋁電解電容器內(nèi)裝液體電解質(zhì)，外裹鋁皮;外表做負(fù)極，內(nèi)插鋁帶做正極。特點(diǎn)是體積小、容量大、可耐受大的脈動(dòng)電流，但容量誤差大、泄漏電流大、損耗大，穩(wěn)定性差。②鉭電解電容器鉭電容是由稀有金屬鉭加工而成，鉭電容最大的優(yōu)勢(shì)是沒有壽命限制，由于所有的材質(zhì)都是固體材料，此外有高CV值、體積小、性能穩(wěn)定、絕緣電阻高、溫度性能好，適于用在規(guī)定較高的電子設(shè)備中。③陶瓷電容器用陶瓷做介質(zhì)。在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質(zhì)薄膜作極板制成。特點(diǎn)是體積小、耐熱性好、損耗小、絕緣電阻大，但容量小。④云母電容器用金屬箔或在云母片上噴涂銀層做電極板，極板和云母一層層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹脂中制成。特點(diǎn)是介質(zhì)損耗小、絕緣電阻大、但溫度系數(shù)小。⑤紙介電容器用金屬箔做電極，中間夾極薄的電容紙，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料殼中制成。它的特點(diǎn)是體積較小，容量可以做得較大，但是固有電感和損耗比較大。⑥薄膜電容器結(jié)構(gòu)同紙介電容器，介質(zhì)是滌綸或聚苯乙烯。滌綸薄膜電容介質(zhì)常數(shù)較高、體積小、容量大、穩(wěn)定性較好、頻率特性好、介電損耗小，不能做成大的容量，耐熱能力差。而聚苯乙烯薄膜電容器，介質(zhì)損耗小、絕緣電阻高，但溫度系數(shù)大。⑦金屬化紙介電容器結(jié)構(gòu)與紙介電容器同，由金屬膜代替金屬箔，體積小、容量大。⑧油浸紙介電容器它是把紙介電容浸在通過特別解決的油里，增強(qiáng)耐壓。特點(diǎn)是電容量大、耐壓高、但體積大。⑨超電容實(shí)質(zhì)上由兩個(gè)極板和一塊懸掛在電解液中的隔板組成。特點(diǎn)是容量特大，可以達(dá)成650F～3000F的電容值。重要應(yīng)用于穩(wěn)定直流總線電壓?？勺鳛槌潆婋姵貞?yīng)用。3電容器的重要特性參數(shù)⑴電容重要特性參數(shù)①標(biāo)稱電容量標(biāo)志在電容器上的電容量。但電容器實(shí)際電容量與標(biāo)稱電容量是有偏差的，精度等級(jí)與允許誤差有相應(yīng)關(guān)系。一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)，根據(jù)用途選取。電解電容器的容值，取決于在交流電壓下工作時(shí)所呈現(xiàn)的阻抗，隨著工作頻率、溫度、電壓以及測(cè)量方法的變化，容值將有變化。②額定電壓在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓的有效值，假如工作電壓超過電容器的耐壓，電容器將被擊穿，導(dǎo)致?lián)p壞。在實(shí)際中，隨著溫度的升高，耐壓值將變低。③絕緣電阻直流電壓加在電容上，產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻。當(dāng)電容較小時(shí)，重要取決于電容的表面狀態(tài);容量>0.1μF時(shí)，重要取決于介質(zhì)。絕緣電阻越大越好。④損耗電容在電場(chǎng)作用下，在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。損耗與頻率范圍、介質(zhì)、電導(dǎo)、電容金屬部分的電阻等有關(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。當(dāng)電容工作在諧振頻率以下時(shí)，表現(xiàn)為容性，當(dāng)超過其諧振頻率，表現(xiàn)為感性，此時(shí)就不是一個(gè)電容而是一個(gè)電感了。所以一定要避免電容工作于諧振頻率以上。⑵電容器選擇常用的幾個(gè)參數(shù)①溫度系數(shù)，也就是電容值隨溫度變化的范圍。②損耗因數(shù)，由于電容器的泄漏電阻、等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感，這三項(xiàng)指標(biāo)幾乎總是很難分開，所以許多電容器制造廠家將它們合并成一項(xiàng)指標(biāo)，稱作損耗因數(shù)，重要用來描述電容器的無效限度。損耗因數(shù)定義為電容器每周期損耗能量與儲(chǔ)存能量之比。又稱為損耗角正切。③Q值，又稱為品質(zhì)因數(shù)，是損耗因數(shù)的倒數(shù)。一般電容的手冊(cè)中會(huì)標(biāo)注Q或損耗因數(shù)。④介電常數(shù)K，電容的不同重要是填充介質(zhì)的不同，介電常數(shù)的大小關(guān)系電容的體積和介質(zhì)吸取不同，介電常數(shù)大，在較小的體積上就可以集成很大的容量，但介質(zhì)吸取就很嚴(yán)重。4電容器選用方法⑴電容選擇考慮原則要留足余量,不能勉強(qiáng)運(yùn)用,否則將導(dǎo)致不必要的損壞.重要考慮以下幾點(diǎn)：①應(yīng)根據(jù)電路規(guī)定選擇電容器的類型;②合理擬定電容器的電容量及允許偏差;③選用電容器的工作電壓應(yīng)符合電路規(guī)定;④優(yōu)先選用絕緣電阻大、介質(zhì)損耗小、漏電流小的電容器;⑤應(yīng)根據(jù)電容器工作環(huán)境選擇電容器。⑵電容器在電路中的常規(guī)選用①不同電路條件電容器類型的選擇對(duì)于規(guī)定不高的低頻電路和直流電路，一般可選用紙介電容器，也可選用低頻瓷介電容器。在高頻電路中，當(dāng)電氣性能規(guī)定較高時(shí)，可選用云母電容器、高頻瓷介電容器或穿心瓷介電容器。在規(guī)定較高的中頻及低頻電路中，可選用塑料薄膜電容器。在電源濾波、去耦電路中，一般可選用鋁電解電容器。對(duì)于規(guī)定可靠性高、穩(wěn)定性高的電路，應(yīng)選用云母電容器、漆膜電容器或鉭電解電容器。對(duì)于高壓電路，應(yīng)選用高壓瓷介電容器或其他類型的高壓電容器。對(duì)于調(diào)諧電路，應(yīng)選用可變電容器及微調(diào)電容器。②不同電路條件電容器容量的選擇在低頻的耦合及去耦電路中，一般對(duì)電容器的電容量規(guī)定不太嚴(yán)格，只要按計(jì)算值選取稍大一些的電容量便可以了。在定期電路、振蕩回路及音調(diào)控制等電路中，對(duì)電容器的電容量規(guī)定較為嚴(yán)格，因此選取電容量的標(biāo)稱值應(yīng)盡量與計(jì)算的電容值相一致或盡量接近，應(yīng)盡量選精度高的電容器。在一些特殊的電路中，往往對(duì)電容器的電容量規(guī)定非常精確，此時(shí)應(yīng)選用允許偏差在±0.1%～±0.5%范圍內(nèi)的高精度電容器。③耐壓有較高規(guī)定場(chǎng)合電容器的選擇一般情況下，選用電容器的額定電壓應(yīng)是實(shí)際工作電壓的(1.2～1.3)倍。對(duì)于工作環(huán)境溫度較高或穩(wěn)定性較差的電路，選用電容器的額定電壓應(yīng)考慮降額使用。電容器的額定電壓一般是指直流電壓，若要用于交流電路，應(yīng)根據(jù)電容器的特性及規(guī)格選用;若要用于脈動(dòng)電路，則應(yīng)按交、直流分量總和不得超過電容器的額定電壓來選用。④環(huán)境有較高規(guī)定的場(chǎng)合電容器的選擇(a)在高溫條件下使用的電容器應(yīng)選用工作溫度高的電容器。(b)在潮濕環(huán)境中工作的電路，應(yīng)選用抗?jié)裥院玫拿芊怆娙萜鳌?c)在低溫條件下使用的電容器，應(yīng)選用耐寒的電容器。這對(duì)電解電容器來說尤為重要，由于普通的電解電容器在低溫條件下會(huì)使電解液結(jié)冰而失效。(d)選用電容器時(shí)應(yīng)考慮安裝現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)定。電容器的外形有很多種，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來選擇電容器的形狀及引腳尺寸。⑤常見電路電容器的一般選擇(但要考慮電容的性能參數(shù)與使用環(huán)境的條件密切相關(guān))(a)高頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器。(b)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。(c)濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復(fù)合紙介電容器、液體鉭電容器。(d)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。(e)高頻耦合：陶瓷電容器、云母電容器、聚苯乙烯電容器。(f)低頻耦合：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。焊接時(shí)，減少使用活性高、酸性強(qiáng)的助焊劑，用免清洗助焊劑，注意焊接條件。5結(jié)束語本文介紹了電容器的特性和選用，只有根據(jù)選擇原則操作，從整機(jī)所使用的環(huán)境條件、電性能規(guī)定、體積重量、可靠性規(guī)定及成本綜合權(quán)衡，才干做到對(duì)的合理的選擇和應(yīng)用電解電容器，才干保證電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。電容的作用及其特點(diǎn)1

什么是電容？電容，就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電，當(dāng)然尚有整流、振蕩以及其它的作用。此外電容的結(jié)構(gòu)非常簡樸，重要由兩塊正負(fù)電極和夾在中間的絕緣介質(zhì)組成，就像三明治同樣，所以電容類型重要是由電極和絕緣介質(zhì)決定的。電容是電子設(shè)備中最基礎(chǔ)也是最重要的元件之一。電容的產(chǎn)量占全球電子元器件產(chǎn)品（其它的尚有電阻、電感等）中的40%以上?；旧纤械碾娮釉O(shè)備，小到閃盤、數(shù)碼相機(jī)，大到航天飛機(jī)、火箭中都可以見到它的身影。作為一種最基本的電子元器件，電容對(duì)于電子設(shè)備來說就象食品對(duì)于人同樣不可缺少。電容既不產(chǎn)生也不消耗能量，是儲(chǔ)能元件。電容器在電力系統(tǒng)中是提高功率因數(shù)的重要器件；在電子電路中是獲得振蕩、濾波、相移、旁路、耦合等作用的重要元件。電容的用途非常多，重要有如下幾種：（1）濾波作用在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容，運(yùn)用其充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中，為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容。由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對(duì)高頻及脈沖干擾信號(hào)不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001--0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾。洶涌的河水流入到湖泊中，再讓它流出來，那就顯得安靜而柔和了。電容就是充當(dāng)了湖泊的作用。讓電流更純凈沒有雜波。（2）耦合作用作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過并傳輸?shù)较乱患?jí)電路。在低頻信號(hào)的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響，常采用電容藕合。為了防止信號(hào)中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。（3）隔直通交電容器重要用于交流電路及脈沖電路中，在直流電路中電容器一般起隔斷直流的作用。（4）旁路（去耦）為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。在接地線上，為什么有的也要通過電容后再接地？在直流電路中是抗干擾，把干擾脈沖通過電容接地（在這的次要作用是隔直--電路中的電位關(guān)系）；交流電路中也有這樣通過電容接地的，一般容量較小，也是抗干擾和電位隔離作用。（5）補(bǔ)嘗功率因數(shù)在工業(yè)上使用的負(fù)載重要是電動(dòng)機(jī)感性負(fù)載，要并電容這容性負(fù)載才干使電網(wǎng)平衡。由于在電容上建立電壓一方面需要有個(gè)充電過程，隨著充電過程，電容上的電壓逐步提高，這樣就會(huì)先有電流，后建立電壓的過程，通常我們叫電流超前電壓90度（電容電流回路中無電阻和電感元件時(shí)，叫純電容電路）。電動(dòng)機(jī)、變壓器等有線圈的電感電路，因通過電感的電流不能突變的因素，它與電容正好相反，需要先在線圈兩端建立電壓，后才有電流（電感電流回路中無電阻和電容時(shí)，叫純電感電路），純電感電路的電流滯后電壓90度。由于功率是電壓乘以電流，當(dāng)電壓與電流不同時(shí)產(chǎn)生時(shí)（如：當(dāng)電容器上的電壓最大時(shí)，電已充滿，電流為0；電感上先有電壓時(shí)，電感電流也為0），這樣，得到的乘積（功率）也為0！這就是無功。那么，電容的電壓與電流之間的關(guān)系正好與電感的電壓與電流的關(guān)系相反，就用電容來補(bǔ)償電感產(chǎn)生的無功，這就是無功補(bǔ)償?shù)脑?。?）溫度補(bǔ)償針對(duì)其它元件對(duì)溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響，而進(jìn)行補(bǔ)償，改善電路的穩(wěn)定性。（7）計(jì)時(shí)電容器與電阻器配合使用，擬定電路的時(shí)間常數(shù)。（8）調(diào)諧對(duì)與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。（9）整流在預(yù)定的時(shí)間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。（10）儲(chǔ)能儲(chǔ)存電能，用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等等。如今某些電容的儲(chǔ)能水平已經(jīng)接近鋰電池的水準(zhǔn)，一個(gè)電容儲(chǔ)存的電能可以供一個(gè)手機(jī)使用一天。2

電容的種類電容的國際單位名稱是法拉，用符號(hào)F表達(dá)。工程上多采用微法（μF）或皮法（pF）。它們之間關(guān)系是：1μF=10-6F；1pF=10-6μF剛才我們說過，電容就是兩塊導(dǎo)體（陰極和陽極）中間夾著一塊絕緣體（介質(zhì)）構(gòu)成的電子元件。電容的種類一方面要按照介質(zhì)種類來分。這當(dāng)中可分為無機(jī)介質(zhì)電容器、有機(jī)介質(zhì)電容器和電解電容器三大類。不同介質(zhì)的電容，在結(jié)構(gòu)、成本、特性、用途方面都大不相同。陶瓷電容常用在超高頻器件例如GPU上雙電層電容器：這種電容的電容量特別大，可以達(dá)成幾百F（1F=106μF）。因此這種電容可以做UPS的電池用，作用是儲(chǔ)存電能。說句題外話，假如把地球算做一個(gè)孤立導(dǎo)體的話，那么它的容量只有700μf，還不如主板上用的一個(gè)鋁電容。紙介電容是由兩層正負(fù)錫箔電極和一層夾在錫箔中間的絕緣蠟紙組成，并拆疊成扁體長方形。額定電壓一般在63V～250V之間，容量較小，基本上是pF（皮法）數(shù)量級(jí)。現(xiàn)代紙介電容由于采用了硬塑外殼和樹脂密封包裝，不易老化，又由于它們基本工作在低壓區(qū)，且耐壓值相對(duì)較高，所以損壞的也許性較小。萬一遭到電損壞，一般癥狀為電容外表發(fā)熱。瓷介電容是在一塊瓷片的兩邊涂上金屬電極而成，普遍為扁圓形。其電容量較小，都在pμF（皮微法）數(shù)量級(jí)。又由于絕緣介質(zhì)是較厚瓷片，所以額定電壓一般在1～3kV左右，很難會(huì)被電損壞，一般只會(huì)出現(xiàn)機(jī)械破損。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用很少，每個(gè)電路板中分別只有2～4枚左右。電解電容的結(jié)構(gòu)與紙介電容相似，不同的是作為電極的兩種金屬箔不同（所以在電解電容上有正負(fù)極之分，且一般只標(biāo)明負(fù)極），兩電極金屬箔與紙介質(zhì)卷成圓柱形后，裝在盛有電解液的圓形鋁桶中封閉起來。因此，如若電容器漏電，就容易引起電解液發(fā)熱，從而出現(xiàn)外殼鼓起或爆裂現(xiàn)象。電解電容都是圓柱形（圖1），體積大而容量大，在電容器上所標(biāo)明的參數(shù)一般有電容量（單位：微法）、額定電壓（單位：伏特），以及最高工作溫度（單位：℃）。其中，耐壓值一般在幾伏特～幾百伏特之間，容量一般在幾微法～幾千微法之間，最高工作溫度一般為85℃～105℃。指明電解電容的最高工作溫度，就是針對(duì)其電解液受熱后易膨脹這一特點(diǎn)的。所以，電解電容出現(xiàn)外殼鼓起或爆裂，并非只有漏電才出現(xiàn)，工作環(huán)境溫度過高同樣也會(huì)出現(xiàn)。由于主板、顯卡等產(chǎn)品使用的基本都是電解電容，因此這是我們要講的重點(diǎn)。大家熟悉的鋁電容，鉭電容其實(shí)都是電解電容。假如說電容是電子元器件中最重要和不可取代的元件的話，那么電解電容器又在整個(gè)電容產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了半壁江山。我國電解電容年產(chǎn)量300億只，且年平均增長率高達(dá)30%，占全球電解電容產(chǎn)量的1/3以上。在臺(tái)企中，YAGEO電容（即國巨電容）是當(dāng)之無愧的“龍頭”，而國內(nèi)知名公司如風(fēng)華電容、三環(huán)電容的發(fā)展也相稱惹人注目，可見電容產(chǎn)業(yè)的欣欣向榮景象。3

電解電容的性能特點(diǎn)特點(diǎn)一：單位體積的電容量非常大，比其它種類的電容大幾十到數(shù)百倍。特點(diǎn)二：額定的容量可以做到非常大，可以容易做到幾萬μF甚至幾F（但不能和雙電層電容相比）。特點(diǎn)三：價(jià)格比其它種類具有壓倒性優(yōu)勢(shì)，由于電解電容的組成材料都是普通的工業(yè)材料，比如鋁等等。制造電解電容的設(shè)備也都是普通的工業(yè)設(shè)備，可以大規(guī)模生產(chǎn)，成本相對(duì)比較低。目前，新型的電解電容發(fā)展的非?？?，某些產(chǎn)品的性能已達(dá)成無機(jī)電容器的水準(zhǔn)，電解電容正在替換某些無機(jī)和有機(jī)介質(zhì)電容器。電解電容的使用范圍相稱廣泛，基本上，有電源的設(shè)備都會(huì)使用到電解電容。例如通訊產(chǎn)品，數(shù)碼產(chǎn)品，汽車上音響、發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS、GPS、電子噴油系統(tǒng)以及幾乎所有的家用電器。由于技術(shù)的進(jìn)步，如今在小型化規(guī)定較高的軍用電子對(duì)抗設(shè)備中也開始廣泛使用電解電容。陰陽極透析電解電容1

從鋁電容到鉭電容透過陽極看電解電容電解電容的分類，傳統(tǒng)的方法都是按陽極材質(zhì)，比如說鋁或者鉭。所以，電解電容按陽極分，為以下幾種：（1）鋁電解電容不管是SMT貼片工藝的（上圖左，就是大家說的“貼片電容”，辨認(rèn)方式是底坐有黑色橡膠），還是直插式的，或者有塑料表皮的（上圖右就是直插式有塑料表皮的，這個(gè)被很多人認(rèn)為是“電解電容”），只要它們的陽極材質(zhì)是鋁，那么他們就都叫做鋁電解電容。電容的封裝方式和電容的品質(zhì)自身并無直接聯(lián)系，電容的性能只取決于具體型號(hào)。紫色的是SANYOOSCONTCNQ系列高檔電容，采用直插封裝（2）鉭電解電容陽極由鉭構(gòu)成，就是那種我們?cè)陲@卡上一見到就會(huì)驚呼“這個(gè)顯卡做工真不錯(cuò)！”的那種黃色或黑色小顆粒。目前很多鉭電解電容都用貼片式安裝，其外殼一般由樹脂封裝（采用同樣封裝的也也許是鋁電解電容）。但是，鉭電容的陰極也是電解質(zhì)，它也是電解電容的一種。需要提及的是，鋁電解電容和鉭電解電容不是由封裝形式?jīng)Q定的。像上圖的黃色與黑色小方塊，通常我們認(rèn)為其是鉭電解電容，但實(shí)際其陽極也有也許是鋁，也就是說它們也有也許是鋁電容而不是鉭電容。是否有橡膠底坐，是判斷SMT貼片與直插封裝的重要依據(jù)（3）鈮電解電容這種電容如今已經(jīng)用的比少，所以就不多介紹了。以往傳統(tǒng)的見解是鉭電容性能比鋁電容好，由于鉭電容的介質(zhì)為陽極氧化后生成的五氧化二鉭，它的介電能力（通常用ε表達(dá)）比鋁電容的三氧化二鋁介質(zhì)要高。因此在同樣容量的情況下，鉭電容的體積能比鋁電容做得更小。（電解電容的電容量取決于介質(zhì)的介電能力和體積，在容量一定的情況下，介電能力越高，體積就可以做得越小，反之，體積就需要做得越大）再加上鉭的性質(zhì)比較穩(wěn)定，所以通常認(rèn)為鉭電容性能比鋁電容好。但這種憑陽極判斷電容性能的方法已通過時(shí)了，目前決定電解電容性能的關(guān)鍵并不在于陽極，而在于電解質(zhì)，也就是陰極。由于不同的陰極和不同的陽極可以組合成不同種類的電解電容，其性能也大不相同。采用同一種陽極的電容由于電解質(zhì)的不同，性能可以差距很大，總之陽極對(duì)于電容性能的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于陰極。2

從諾貝爾獎(jiǎng)到NV40顯卡透過陰極看電解電容現(xiàn)在我們來了解一下電容的陰極。陰極材料是電容的另一個(gè)極板，陰極也就是電容的電解質(zhì)。電容的陰極目前基本有如下幾種：（1）電解液電解液是最傳統(tǒng)的電解質(zhì)，電解液是由GAMMA丁內(nèi)酯有機(jī)溶劑加弱酸鹽電容質(zhì)通過加熱得到的。我們所見到的普通意義上的鋁電解電容的陰極，都是這種電解液。使用電解液做陰極有不少好處。一方面在于液體與介質(zhì)的接觸面積較大，這樣對(duì)提高電容量有幫助。另一方面是使用電解液制造的電解電容，最高能耐260度的高溫，這樣就可以通過波峰焊（波峰焊是SMT貼片安裝的一道重要工序），同時(shí)耐壓性也比較強(qiáng)。此外，使用電解液做陰極的電解電容，當(dāng)介質(zhì)被擊穿后，只要擊穿電流不連續(xù)，那么電容可以自愈。但電解液也有其局限性之處。一方面是在高溫環(huán)境下容易揮發(fā)、滲漏，對(duì)壽命和穩(wěn)定性影響很大，在高溫高壓下電解液尚有也許瞬間汽化，體積增大引起爆炸（就是我們常說的爆漿）；另一方面是電解液所采用的離子導(dǎo)電法其導(dǎo)電率很低，只有0.01S（電導(dǎo)率，歐姆的倒數(shù)）/CM，這導(dǎo)致電容的ESR值（等效串聯(lián)電阻）特別高。鋁電解液電容爆漿傳統(tǒng)鋁電解液電容都有防爆槽，這是為了讓壓力容易被釋放，不會(huì)發(fā)生更大的爆炸。但某些產(chǎn)品為了節(jié)約成本省去了防爆槽的工序。（2）二氧化錳二氧化錳是鉭電容所使用的陰極材料。二氧化錳是固體，傳導(dǎo)方式為電子導(dǎo)電，導(dǎo)電率是電解液離子導(dǎo)電的十倍（0.1S/CM），所以ESR比電解液低。所以，傳統(tǒng)上大家覺得鉭電容比鋁電容好得多，同時(shí)固體電解質(zhì)也沒有泄露的危險(xiǎn)。此外二氧化錳的耐高溫特性也比較好，能耐的瞬間溫度在500度左右。二氧化錳的缺陷在于在極性接反的情況下容易產(chǎn)生高溫，在高溫環(huán)境下釋放出氧氣，同時(shí)五氧化二鉭介質(zhì)層發(fā)生晶質(zhì)變化，變脆產(chǎn)生裂縫，氧氣沿著裂縫和鉭粉混合發(fā)生爆炸。此外這種陰極材料的價(jià)格也比較貴。傳統(tǒng)上認(rèn)為鉭電容比鋁電容性能好重要是由于鉭加上二氧化錳陰極助威后才有明顯好于鋁電解液電容的表現(xiàn)。假如把鋁電解液電容的陰極更換為二氧化錳，那么它的性能其實(shí)也能提高不少。（3）革命性的陰極--TCNQTCNQ是一種有機(jī)半導(dǎo)體，是一種絡(luò)合鹽。TCNQ在電容方面的應(yīng)用，是在90年代中后期才出現(xiàn)的，它的出現(xiàn)代表著電解電容技術(shù)革命的開始。TCNQ是一種有機(jī)半導(dǎo)體，因此使用TCNQ的電容也叫做有機(jī)半導(dǎo)體電容，例如初期的三洋OSCON產(chǎn)品。TCNQ的出現(xiàn)，使電解電容的性能可以直接挑戰(zhàn)傳統(tǒng)陶瓷電容霸占的很多領(lǐng)域，使電解電容的工作頻率由以前的20KHZ直接上升到了1MHZ。TCNQ的出現(xiàn)，使過去按照陽極劃分電解電容性能的方法也過時(shí)了。由于即使是陽極為鋁的鋁電解電容，假如使用了TCNQ作為陰極材質(zhì)的話，其性能照樣比傳統(tǒng)鉭電容（鉭+二氧化錳）好得多。TCNQ的導(dǎo)電方式也是電子導(dǎo)電，其導(dǎo)電率為1S/CM，是電解液的100倍，二氧化錳的10倍。紫色為TCNQ電容（SANYO）使用TCNQ作為陰極的有機(jī)半導(dǎo)體電容，其性能非常穩(wěn)定，也比較便宜。但是它的熱阻性能不好，其熔解溫度只有230-240攝氏度，所以有機(jī)半導(dǎo)體電容一般很少用SMT貼片工藝制造，由于無法通過波峰焊工藝，所以我們看到的有機(jī)半導(dǎo)體電容基本都是插件式安裝的。TCNQ尚有一個(gè)局限性之處就是對(duì)環(huán)境的污染。由于TCNQ是一種氰化物，在高溫時(shí)容易揮發(fā)出劇毒的氰氣，因此在生產(chǎn)和使用中會(huì)有限制。3

陰極的革命固體聚合物導(dǎo)體假如說TCNQ是電解電容革命的開始的話，那么真正的革命的主角當(dāng)屬PPY（聚吡咯）以及PEDT這類固體聚合物導(dǎo)體。SANYOOSCONSVP系列鋁固體聚合物導(dǎo)體電容70年代末人們發(fā)現(xiàn)，使用攙雜法可以獲得優(yōu)良的導(dǎo)電聚合物材料，從而引發(fā)了一場(chǎng)聚合物導(dǎo)體的技術(shù)革命。1985年，日本初次開發(fā)了聚吡咯膜，假如使用復(fù)合法的話，可以使其導(dǎo)電率達(dá)成銅和銀的水平，但它又不是金屬而相稱于工程塑料，附著性比金屬好，同時(shí)價(jià)格也比銅和銀低很多，此外，在受力情況下，其導(dǎo)電率還會(huì)產(chǎn)生變化（其特性很像人的神經(jīng)系統(tǒng)）。這無疑是電容研發(fā)者夢(mèng)寐以求的陰極材質(zhì)。2023年，美國人由于發(fā)明了大規(guī)模制造PPY聚吡咯膜的方法，而獲得了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，其重要性可見一斑。聚吡咯的用途非常廣泛，從隱形戰(zhàn)斗機(jī)到人工手，以及顯示器和電池、電容等等。聚吡咯的研發(fā)實(shí)力，可以反映出一個(gè)國家的化學(xué)水平，而我國的西安交通大學(xué)和成都電子科技大學(xué)在這