1、电容知识介绍一、 电容的基础知识：电容是一种最基本的电子元器件，基本上所有的电子设备都要用到。小小一颗电容却是一个国家工业技术能力的完全体现，世界上最先进的电容设计和生产国是美国和日本，我国自主力量还很薄弱，并且生产的产品也都以低档为主。电容的基本单位为法拉（F） ，常用微法（F） 、纳法（nF） 、皮法（pF） （皮法又称微微法）等，它们的关系是：1 法拉（F）= 106 微法（ F） 1 微法（F）= 103 纳法（nF ）= 106 皮法（pF）1pF = 10-12F 1nF = 10-9F= 103 10-12F= 102pF1uF = 10-6F= 106 10-12F= 105p
2、F104 表示 0.1uF，105 表示 1 uF， 106 表示 10uF，226 表示 22 uF。电容的误差等级一般分为 3 级：I 级5% （J ） ，II 级10% （K ） ，III 级20%（M）0402 封装：1.0mm 长0.5mm 宽0603 封装：1.6mm 长0.8mm 宽（60mil0.0254=1.524 mm，30mil=0.762mm）0805 封装：2.0mm 长1.25mm 宽（80mil0.0254=2.032 mm，50mil=1.27mm）1206 封装：3.2mm 长1.6mm 宽1210 封装：3.2mm 长2.5mm 宽1812 封装：4.5mm
3、 长3.2mm 宽2010 封装：5.0mm 长2.5mm 宽2225 封装：5.6mm 长6.5mm 宽2512 封装：6.5mm 长3.2mm 宽A 型钽电容：3.2mm 长1.6mm 宽1.6mm 高B 型钽电容：3.5mm 长2.8mm 宽1.9mm 高C 型钽电容：6.0mm 长3.2mm 宽2.5mm 高D 型钽电容：7.3mm 长4.3mm 宽2.8mm 高E 型钽电容：7.3mm 长4.3mm 宽4.0mm 高以上均为实物尺寸，电路板上的焊盘尺寸要比实物尺寸大，如 0805 的电容或电阻，电路板上的焊盘尺寸是 150mil50mil（3.81mm1.27mm） 。1 inch(
4、英寸)=1000 mil（密尔）1 inch(英寸) = 2.54 CM（厘米）=25.4mm（毫米）1mil=0.0254mm电容分类：按极性分为：有极性电容和无极性电容。按材料可以分为： 薄膜电容：聚酯（涤纶）电容（CL） 、聚苯乙烯电容（CB） 、聚丙烯电容（CBB 电容） 。CL 电容的耐温要好一些（105 度） ， CBB 电容的高频性能好，但是额定工作温度一般是 85 度左右。CL 电容与 CBB 电容的温度系数大体上都为 300PPM/左右，但是 CL 电容是正温度系数，CBB 是负温度系数。常用材料 CL21(MEF)、CBB21/(MPP,MPR)、CBB22 、CBB81
5、（PPS ） 。 陶瓷电容（瓷介电容）：片式多层陶瓷电容（Multilayer Ceramic Capacitors，简称 MLCC）又称独石电容，相当于多个电容并联，直插式要用环氧树脂封装引两根引线。瓷片电容是单层结构，一般容量不大，但耐压值可以很高，用于高频电路。 纸介电容：用特制的电容纸作为介质，铝箔或锡箔作为电极并卷绕成圆柱形，然后接出引线，再经过浸渍处理，用外壳封装或环氧树脂灌封而成。工作电压高，成本低廉，化学稳定性和热稳定性都比较差，容易老化。 云母电容：用金属箔或者在云母片上喷涂银层做的电极板，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，
6、绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。 铝电解电容：它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质。 钽、铌电解电容。钽电容是固态的烧结块，没有电解液。特点：寿命长、耐高温、滤高频性能极好，容量较小、耐压值低、价格贵。二、 常用电容介绍：1. 无极性电容：主要指片式多层瓷介电容 (MLCC)，是世界上用量最大、发展最快的片式元件之一，全球市场年需求量超过万亿只。最常用的型号：0805 封装，0.1uF，滤波用。图 1贴片陶瓷电容图 2瓷片电容按照美国电工协会（EIA ）标准，不同介质材料的 MLCC 按照介质的温度稳定性分成三类：类温度补偿型（CC 型） 、类高介电常数型（CS 型） 、类半导体型
7、（CT 型） ，类用于高频，类和类用于低频。按照“字母+数字+ 字母”的型式，行业的名称分为 C0G（ NPO）材质系列、X7R 材质系列、X5R 材质系列、Y5V 材质系列、 Z5U 材质系列。C0G（ NPO）电容属于类高频电容，C0G 表示温度特性为： 0（-1 ）ppm/ 30ppm/。X7R、X5R 、Y5V、Z5U 等都属于类低频陶瓷，其中 X7R、X5R 属于类陶瓷的稳定级，而 Y5V 和 Z5U 属于类陶瓷的可用级。符号含义如下：最低温度 最高温度 容值变化率X：-55 5：最高温度是+85 P：容值变化率10%Y：-30 7：最高温度是+125 R：容值变化率15%Z：10
8、S：容值变化率22%U：+22%至-56%X5R 的容量变化率为15%，温度范围为-55到+85；X7R 的容量变化率为15%，温度范围为 -55度到+125 。一般大容量的 MLCC 都是 X5R，不能用 X7R 做，X7S 用于耐压等级高的电容，以 0402 为例，X5R 和 Y5V 和都可以做到 1uF，从性能上讲 C0G X7R X5R Y5V。注意：X7R 的 15% 并不是指电容的精度，而说的是电容在-55 度到+125度这个温度范围变化的过程中，电容的容量可能会有15的变化。一般使用的容量误差有：K 级10%，M 级20% 。MLCC 主要品牌：日本村田（MURATA）、TDK（
9、东京电气化工）、太诱（TA/TO）、京瓷（KYOCERA）；韩国三星电机（SEMCO）；台湾国巨（YAGEO）、华新科。MLCC 制造企业在中国大陆先后建立北京村田、无锡村田、天津三星电机、厦门 TDK、上海京瓷、东莞太诱、苏州国巨等合资或独资企业。日本村田在市场份额一直保持世界第一的地位，而后起之秀韩国三星电机跃居次席。TDK，太阳诱电、京瓷、国巨保持第二集团地位。2. 有极性电容：一般指钽（电解）电容，图 3 中的电容分别为：直插（引脚长为正） 、A 型（1206） 、B 型（1210） 、C 型、D 型，贴片钽电容有横线的一端为正极。焊接时正极对应丝印的“+”号。图 3钽电容目前全球主要
10、有以下几个品牌的钽电容：美国 AVX、美国 KEMET（基美）、美国 VISHAY（威世）、日本 NEC、日本 NICHICON（尼吉康，收购了松下钽电容部门）、韩国 SAMSANG（三星）。AVX 和 KEMET 是黄色钽电容，NEC 和 NICHICON 是黑色钽电容。黑色钽电容是开模将钽粉压成型，而黄色钽电容是在表面用聚氧树脂包裹而成。由于生产工艺的原因，黑钽的内部空间没有得最有效的利用，所以黄钽能做的容量会比黑钽要大，有些黄钽能做到的规格型号，黑钽做不了。采购钽电容时首选市场占有率第一的美国 AVX。原装 AVX 电容的正极是“凹”字形，负极是方形。正面机器凹印上的字体，字体有两行，上
11、面一行包括：三角形 LOGO、电容值、电压等级，下面一行是批号。如最右边一个电容107C，107 表示电容值是 100uF，C 表示耐压值 16V。由于钽电容经常发生击穿爆炸，因此耐压等级是一个非常重要的参数，耐压值更高的可以代替耐压值低的。AVX 钽电容的耐压等级 A 代表 10V，C 代表16V，D 代表 20V，E 代表 25V，V 代表 35V，T 代表 50V。NEC 的表示方法类似。AVX 钽电容的表示方法：系列+尺寸+容量+容量误差+耐压值+包装方法1. AVX 钽电容有 TAJ 普通系列、TPS 低阻抗系列、TAC 超薄系列等2. 钽电容的尺寸有 A、B、C、D、E、Y、V 六
12、种尺寸3. 电容的容量范围从 0.1UF1000UF4. 容量误差有10%（K）和20%（M）5. 耐压值，指在 85时额定直流电压，钽电容的耐压范围从 4V50V6. 包装方式，有 7 寸盘（R 无铅或 H 含铅）和 13 寸盘（S 无铅或 K 含铅）两种如：TAJ C 100 K 010 R 表示普通系列 C 型 100uF10%，耐压值 10V，7寸盘包装，温度范围-55-125(大于 85降额电压使用)。3. 铝电解电容：常用直插型，尺寸表示方法是直径 D高度 L（不包括引脚）。常用尺寸5mm11mm、8mm12mm、10mm12mm、10mm17mm、13mm25mm。封装有RB.1
13、/.2、RB.2/.4、RB.3/.6，RB.2/.4 表示引脚间距 200mil，外直径400mil。因为铝电容的电解质为液态，芯子发热将导致电解液挥发，长期下去最终干涸失效。一般电解液损失 40时容量下降 20，损失 90容量下降 40，在大于 75的高温场合，应尽量少用小尺寸的铝电解电容。电解电容上端的十字形成三角形切口，用于防止出现的粉碎性爆炸，电容爆浆是普通铝电解电容器所特有的损坏表现，电解液膨胀冲破顶端的防爆切口。铝电解电容的顶级品牌是日本 Nippon Chemi-Con（NCC，黑金刚）、Nichicon（尼吉康，蓝宝石）、RUBYCON（路碧康，红宝石）、SANYO（三洋）、
14、PANASONIC（松下）。国产厂家有南通江海、东阳光（HEC）、益阳资江（艾华）。图 4铝电解电容4. CBB 电容CBB 电容主要有以下优点：1、损耗极低；2、介质吸收系数低；3、绝缘电阻高；4、频率特性好；5、自愈性优异，稳定性高。应用范围：高频脉冲场合、交流场合、高稳定的定时场合、温度补偿电路、开关电源系统和彩电行业、照明 LED 电路、滤波、旁路、耦合等电路。图 5CBB 电容图 6某厂家薄膜电容型号与材质5. 安规电容安规电容分为 X 型和 Y 型。X 电容是跨接在电力线火线 L 和零线 N 之间的电容，Y 电容是分别跨接在电力线两线和地之间（ L-E， N-E）的电容。一般在电源
15、入口建议加上安规电容，常用 1 个 X 电容和两个 Y 电容。X 电容抑制差模干扰， Y 电容抑制共模干扰。图 7X 电容图 8Y 电容X 电容一般选用纹波电流比较大的金属薄膜电容。两级 X 电容的前一级用0.47uF，第二基用 0.1uF；单级则用 0.47uF。X 电容适合 EMI 电路的高压脉冲吸收作用。由于火线与零线跨接电容，受电压峰值的影响，为避免短路，比较注重的参数就是耐压等级，X 型安规电容按能承受的脉冲电压分为 X1,X2,X3。Y 电容一般是成对出现，外观多为橙色或蓝色。火线与地线跨接电容要涉及到漏电安全的问题，因此它注重的参数就是绝缘等级，太大的容值电容会在电源断电后对人对器件产生影响，基于漏电流的限制，Y 电容值不能太大，一般是 nF 级。 Y 型安规电容按绝缘等级分为 Y1，Y2，Y3，Y4 。安规电容的参数选择：X 电容一般选用金属薄膜电容，按材质分两种规格：聚丙稀材料和聚脂材料。容量选择：两级 X 电容的前一级用 0.47uF，第二基用0.1uF；单级则用 0.47uF。图 9安规电容的等级图 10X 电容和 Y 电容的应用图 11云母电容图 12纸介电容
