一文解析PCB技術(shù)電容和電解電容

電容器

電容器一般可以分為沒(méi)有極性的普通電容器和有極性的電解電容。普通電容器分為固定電容器、半可調(diào)電容器（微調(diào)電容器）、可變電容器。

一．固定電容器：指一經(jīng)制成后，其電容量不能再改變的電容器。

1．電容的分類：電容一般按電介質(zhì)來(lái)分類。

1）紙介電容器：一般容量在幾十皮法（pF）到零點(diǎn)幾微法（uF），耐壓有250V、400V、630V等，容量誤差一般為：±5%，±10%，±20%。還有一種是金屬化紙介電容器，最大特點(diǎn)是具有有限的自愈能力。一般不能用于高頻電路中，工作頻率只有幾十KHZ。

2）滌綸電容器：

3）聚苯乙烯電容器：

4）聚丙烯電容器：

5）聚四氟乙烯電容器：

6）聚酰亞胺薄膜電容器：

7）聚碳酸酯薄膜電容器：

8）復(fù)合薄膜電容器：

9）漆膜電容器：

10）疊片形金屬化聚碳酸酯電容器：

11）云母電容器：

12）瓷介電容器：價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。分為低壓低功率和高壓高功率2種。

低壓低功率瓷介電容器按照所用材料的性能、特點(diǎn)，可以分為I和II型。I型的特點(diǎn)是介質(zhì)損耗低，電容量對(duì)于溫度、頻率、電壓、時(shí)間的穩(wěn)定性都比較好，常用于高頻電路。II型的特點(diǎn)是體積小，但穩(wěn)定性差、介質(zhì)損耗大，常用于低頻電路。超高頻瓷介電容器，可用于頻率不超過(guò)500MHZ的高頻電路中。

高壓高功率的瓷介電容器，通常只適合在低損耗、功率不大的電路中使用。

13）玻璃釉電容器：

2． 電容的型號(hào)命名：

1）各國(guó)電容器的型號(hào)命名很不統(tǒng)一，國(guó)產(chǎn)電容器的命名由四部分組成：

第一部分：用字母表示名稱，電容器為C。

第二部分：用字母表示材料。

第三部分：用數(shù)字表示分類。

第四部分：用數(shù)字表示序號(hào)。

2）電容的標(biāo)志方法：

（1）直標(biāo)法：用字母和數(shù)字把型號(hào)、規(guī)格直接標(biāo)在外殼上。

（2）文字符號(hào)法：用數(shù)字、文字符號(hào)有規(guī)律的組合來(lái)表示容量。文字符號(hào)表示其電容量的單位：P、N、u、m、F等。和電阻的表示方法相同。標(biāo)稱允許偏差也和電阻的表示方法相同。小于10pF的電容，其允許偏差用字母代替：B——±0.1pF，C——±0.2pF，D——±0.5pF，F(xiàn)——±1pF。

（3）色標(biāo)法：和電阻的表示方法相同，單位一般為pF。小型電解電容器的耐壓也有用色標(biāo)法的，位置靠近正極引出線的根部，所表示的意義如下表所示：

顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰

耐壓 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V

（4）進(jìn)口電容器的標(biāo)志方法：進(jìn)口電容器一般有6項(xiàng)組成。

第一項(xiàng)：用字母表示類別：

第二項(xiàng)：用兩位數(shù)字表示其外形、結(jié)構(gòu)、封裝方式、引線開(kāi)始及與軸的關(guān)系。

第三項(xiàng)：溫度補(bǔ)償型電容器的溫度特性，有用字母的，也有用顏色的，其意義如下表所示：

序號(hào) 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差

1 A 金 +100 R 黃 -220

2 B 灰 +30 S 綠 -330

3 C 黑 0 T 藍(lán) -470

4 G ±30 U 紫 -750

5 H 棕 -30 ±60 V -1000

6 J ±120 W -1500

7 K ±250 X -2200

8 L 紅 -80 ±500 Y -3300

9 M ±1000 Z -4700

10 N ±2500 SL +350~-1000

11 P 橙 -150 YN -800~-5800

備注：溫度系數(shù)的單位10e -6/℃；允許偏差是 % 。

第四項(xiàng)：用數(shù)字和字母表示耐壓，字母代表有效數(shù)值，數(shù)字代表被乘數(shù)的10的冪。

第五項(xiàng)：標(biāo)稱容量，用三位數(shù)字表示，前兩位為有效數(shù)值，第三為是10的冪。當(dāng)有小數(shù)時(shí)，用R或P表示。普通電容器的單位是pF，電解電容器的單位是uF。

第六項(xiàng)：允許偏差。用一個(gè)字母表示，意義和國(guó)產(chǎn)電容器的相同。也有用色標(biāo)法的，意義和國(guó)產(chǎn)電容器的標(biāo)志方法相同。

3．電容的主要特性參數(shù)：

（1）容量與誤差：實(shí)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(jí)：I級(jí)±5%，II級(jí)±10%，III級(jí)±20%。在有些情況下，還有0級(jí)，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(jí)。

常用的電容器其精度等級(jí)和電阻器的表示方法相同。用字母表示：D——005級(jí)——±0.5%；F——01級(jí)——±1%；G——02級(jí)——±2%；J——I級(jí)——±5%；K——II級(jí)——±10%；M——III級(jí)——±20%。

（2）額定工作電壓：電容器在電路中能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠工作，所承受的最大直流電壓，又稱耐壓。對(duì)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(duì)變化值。溫度系數(shù)越小越好。

（4）絕緣電阻：用來(lái)表明漏電大小的。一般小容量的電容，絕緣電阻很大，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(duì)而言，絕緣電阻越大越好，漏電也小。

（5）損耗：在電場(chǎng)的作用下，電容器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來(lái)自介質(zhì)損耗和金屬損耗。通常用損耗角正切值來(lái)表示。

（6）頻率特性：電容器的電參數(shù)隨電場(chǎng)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(shí)比低頻時(shí)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(shí)，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(huì)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250MHZ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(pán)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。

4．電路符號(hào)：

5．電容的使用：

1） 選擇合適的型號(hào)：

2） 合理確定電容器的精度：

3） 確定電容器的額定工作電壓：對(duì)一般電路，電路的工作電壓應(yīng)為電容器額定電壓的10%~20%；當(dāng)有脈動(dòng)電壓時(shí)，工作電壓應(yīng)為脈動(dòng)的最高電壓。當(dāng)應(yīng)用于交流時(shí)，額定電壓隨頻率的增加而要相應(yīng)增大。當(dāng)溫度環(huán)境比較高時(shí)，額定電壓還要選用更大的。

4） 盡量選擇絕緣電阻大的電容：

5） 考慮溫度系數(shù)和頻率特性：

6） 注意使用環(huán)境：

二．電解電容器：

電解電容器一般有正、負(fù)極之分，即具有極性。因此在電路中使用時(shí)正、負(fù)極不能接錯(cuò)?，F(xiàn)在已經(jīng)可以制造無(wú)極性的或用于交流電路的電解電容器，稱為雙極性電解電容或無(wú)極性電解電容。在外加電壓的作用下，由于某種原因而引起局部損壞的器件，具有自行修補(bǔ)的作用，這種現(xiàn)象叫做電解電容的自愈。

電解電容一般只能在－20℃～＋70℃的范圍內(nèi)使用。特性受溫度、頻率的影響很大。一般經(jīng)常使用的都是鋁電解電容。鋁電解電容的型號(hào)一般是CDXX，容量、耐壓、正負(fù)極都標(biāo)記在外殼上。有時(shí)也用引線的長(zhǎng)短來(lái)表示，長(zhǎng)線為正，短線為負(fù)。

鋁電解電容的損耗較大，溫度、頻率特性差，限制了在交流電路中的應(yīng)用。

三．鉭電解電容器：

鉭電解電容是用金屬鉭作電極、氧化鉭作介質(zhì)的電容器。特點(diǎn)是：化學(xué)穩(wěn)定性高，額定耐壓高，耐高溫性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，體積小。常用CA標(biāo)志，其容量從0.47uF到1000uF，額定耐壓主要有6.3V、10V、16V、63V幾種。性能遠(yuǎn)優(yōu)于鋁電解電容，但價(jià)格比較貴。

其它的電解電容還有鈮電解電容，性能更優(yōu)，體積更小。鈦電解電容、鉭－鈮電解電容。

四．微型電容器：

1．片狀陶瓷電容器：即表貼電容器。容量范圍為1pF～47800pF，耐壓為25V、50V。封裝安裝尺寸和表貼電阻一樣。

2．片狀鉭電容器：體積小、容量大。焊接時(shí)溫度限制在280℃以下，時(shí)間小于10S。其容量范圍為0.1uF～100uF，直流工作電壓為4～50V，常用的耐壓為16V、35V等。

3．雙電層電解電容：介于電池和電容之間，具有超大容量，被稱為超級(jí)電容器。一般只能用于直流或低頻條件下，經(jīng)常作為儲(chǔ)能元件使用。

4．半導(dǎo)體電容器：