电容培训资料研发版NEW.docx
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电容培训资料研发版NEW
电容的基础知识及BOM表的制订规则
宁波赛尔富电子有限公司研发部
EDITBYC.L/L..B
V1.1
2007.08.24
电容的定义（英文版/中文版）
■WhatisaCapacitor?
Acapacitorconsistsoftwoconductivemetalplatesseparatedbyaninsulatingdielectric.Thedielectriccanbemadeofglass,ceramic,Tantalumoxide,orplasticssuchaspolyethyleneorpolycarbonate.Evenaircanbeusedasthedielectric.Whenthecapacitorholdssomeenergyintheformofextraelectronsononeplateandelectronholesontheotherwesaythatthecapacitorischarged.
■电容的定义
电容器是一种基本的电子元件,它是指两个导体之间用电介质隔开而构成的一种装置.两个导体称为电容器的两个电极.在两个电极之间加上一定的电压,电极上就会储存一定的电荷,并且提供一定的电容量.电容器实际上就是以储存电能和提供电容量为主要特征的元件,同时还具有能顺利通过交流电而不让直流电通过的性质.
电容的分类
●根据电容容量是否可调可分为两大类：
①.固定电容器②.可调电容器
●根据介质的不同可分为:
陶瓷、云母、纸质、薄膜、电解等几种。
陶瓷电容器：
陶瓷电容器是用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。
它又分高频瓷介（CC）和低频瓷介（CT）两种。
高频瓷介电容器适用于无线电、电子设备的高频电路。
具有小的正电容温度系数的电容器，使用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。
低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。
这种电容器不宜使用在脉冲电容中，因为它们易于被脉冲电压击穿。
常见有:
瓷介电容器：
穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一个电极就是安装螺丝。
引线电感极小，特别适于高频旁路用。
独石电容器：
独石电容器即多层陶瓷电容器，其结构是在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料，叠合后一次绕结成一块不可分割的整体，外面再用树脂包封而成，它是一种小体积、大容量、高可靠和耐高温的新型电容器，高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能，体积极小。
玻璃釉电容器的介质是由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成，介质再以银层电极经烧结而成"独石"结构。
玻璃釉电容器的性能可与云母电容器媲美，能耐受各种气候环境，一般可在200℃或更高温度下工作，额定工作电压可达500V，损耗tgδ0.0005～0.00
云母电容器：
云母电容器就结构而言，可分为箔片式及被银式。
被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成图3，由于消除了空气间隙，温度系数大为下降，电容稳定性也比箔片式高。
云母电容器广泛应用在高频电器中，并可用作标准电容器。
纸质电容器
纸质电容器在无线电、电子设备中应用很广，一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.008～0.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。
制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量，一般在0.25μF以下，但容量误差较大且不易控制，质量较好的是±10%，损耗较大〈tgδ≤0.015〉，温度频率特性稳定性较差。
以往常的纸电容器为非密封型，仅用地蜡、石蜡和氯化二苯基等浸渍封闭，容易老化，稳定性较差，易受湿度影响，受潮后绝缘电阻降低，大气压力对它也有影响。
电容器芯置于金属或陶瓷管内加以密封的纸质电容器质量较好，外界气候条件的影响极小，可在相对湿度达95~98%的场合中正常使用。
金属化纸介电容器的电极是用真空蒸发直接将金属蒸发附着于电容器纸上，体积仅为普通纸质电容器的1/4左右，主要特点是具有"自恢复"作用，即在击穿后能"自愈"，是纸质电容器的改进型。
纸质电容器是中频电容器，一般应用在低频电路内，通常不能在高于3～4MHz的频率上运用。
油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路。
薄膜电容器
薄膜电容器的结构与纸质电容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质。
聚苯乙烯电容器性能优良，低频电路中可作优良的耦合电容器使用。
还特别适用于RC时间常数电路，因为它的介电吸收作用极微而放电快。
耐高温的薄膜电容器有涤纶电容器、聚四氟乙烯电容器和聚碳酸脂〈PC〉电容器。
涤纶电容器也称聚脂电容器，它的电性能优于金属化纸介电容器，在电路中主要用作旁路和隔直流等，以代替纸介电容器。
聚碳酸脂电容器的电性能优于涤纶电容器，可长期工作于+120～130℃．
聚丙烯电容器的电性能与聚苯乙烯电容器相似,但单位体积电容量较大,能耐+100℃以上高温,温度稳定性则稍差.
电解电容器：
电解电容器是用薄的氧化膜作介质的电容器.因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性.常见有:
铝电解电容器：
用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成.普通铝电解电容器不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率,通常作低频旁路\耦合和电源滤波用.
固体钽电解电容器：
用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰,如图.它们具有一系列优点,如温度特性、频率特性和可能性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，贮存性良好，寿命长，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积，适于超小型高可靠机件中使用。
铝聚合物电解电容器:
铝聚合物电解电容器的结构与普通铝电解电容器相同,所不同的是引线式铝聚合物电解电容器的阴极材料用有机半导体浸膏替代电解液。
固态铝聚合物贴片电容是结合了铝电解电容和钽电容的一种独特结构。
同传统的铝电解电容一样,固态铝聚合物贴片电容的阳极铝电极板、氧化铝层通过阳极氧化过程制作在上面。
固态铝聚合物贴片电容中,高导电率的聚合物电极薄膜沉积在氧化铝上,作为阴极,炭和银为阴极的引出电极,这一点与固态钽电解电容器相似。
其最大的特点就是ESR大幅减少,而允许纹波电流大幅增加.其工作寿命可达50年以上.
国标电容型号命名方法
电容的种类也很多，为了区别开来，也常用几个拉丁字母来表示电容的类别，根据国标规定。
第一个字母C表示电容，第二个字母表示介质材料，第三个字母以后表示形状、结构等。
下表列出电容的类别和符号
第一部分
主称
符号
C
名称
电容器
第二部分
介质材料
符号
Z
D
Y
C
T
J
B
L
名称
纸介
电解
云母
高频陶瓷
Ⅰ类陶瓷
低频陶瓷
Ⅱ类陶瓷
金属化纸介
聚苯乙烯等有机薄膜
涤纶等有机薄膜
第三部分
形状
结构
大小
符号
T
G
L
Y
M
X
名称
筒形
管状
立式矩形
圆片形
密封
小形
电容容量与材料的关系表
常用电容主要特性比较表一
种类
容量范围
直流工作电压（V）
运用频率（MHz）
准确度
漏电电阻
中小型纸介电容
470pF_0.22uF
63_630
8以下
>5000
金属壳密封纸介电容
0.01uF_10uF
250_1600
直流，
脉动直流
>1000_5000
中小型金属化纸介电容
0.01uF_0.22uF
8以下
Ⅰ_Ⅲ
>2000
金属壳密封电容金属化纸介
0.22uF_30uF
160_1600
直流，脉动电流
Ⅰ_Ⅲ
>30_5000
薄膜电容
3pF_0.1uF
63_500
高频、低频
Ⅰ_Ⅲ
>10000
云母电容
10pF_0.51uF
100_7000
75_250以下
Ⅱ_Ⅲ
>10000
常用电容主要特性比较表二
种类
容量范围
直流工作电压（V）
运用频率（MHz）
准确度
漏电电阻
瓷介电容
1pF~0.1uF
63~630
低频、高频
50~3000以下
Ⅱ~Ⅲ
>10000
铝电解电容
1uF~10000uF
4~500
直流，脉动直流
Ⅳ~Ⅴ
钽、铌电解电容
0.47uF~1000uF
6.3~160
直流，脉动直流
Ⅲ~Ⅳ
瓷介微调电容
2/7pF~7/25pF
250~500
高频
>1000~10000
可变电容
最小>7pF
最大<1100pF
100以上
低频，高频
>500
电容器的标称容值系列
三大无源元件---电阻、电容、电感均按照国际标准IEC-63来确定其标称优选系列值，常见的标称值系列有E3、E6、E12、E24、E48、E96、E192等七大系列，但对于电容，通常采用的固定式标称容量系列只有E24、E12、E6三大系列，它们分别根据允许偏差±5%、±10%、±20%来确定系列优选系列值。
E6 20%tolerance（nowseldomused）,
n=0,1,2,3,4,5；N为自然数===》10,15,22,33,47,68
E12 10%tolerance,
n=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11；N为自然数
===》 10,12,15,18,22,27,33,39,47,56,68,82
E24 5%tolerance（andusually2%tolerance）,
n=0,1,2,3,4,5,6,7,。
。
。
24；N为自然数
===》10,11,12,13,15,16,18,20,22,24,27,30,33,36,39,43,47,51,56,62,68,75,82,91
备注：
建议在电路设计中优选E12系列值电容值，小于5%的容量误差的电容通常为精密电容器。
电容器的标称容值常用标示方法
电容器的标称容值一般都标在电容体上，一般有四种方法：
直标法、文字符号法、数码法和色标法。
直标法
用阿拉伯数字和单位符号在电容器表面直接标出标称电容值和技术参数，电容值单位法拉用“F”表示，毫法用“mF”表示，纳法用“nF”表示，皮法用“pF”表示，允许偏差直接用百分数或用规定的符号表示，例如：
文字符号法
用阿拉伯数字和文字符号（P、N、U、M、F）两者有规律的组合来表示标称电容值，其允许偏差用文字符号表示：
B（±0.1%）、C（±0.25%）、D（±0.5%）、F（±1%）、G（±2%）、J（±5%）、K（±10%）、M（±20%）、N（±30%）。
符号前面的数字表示整数阻值（不超过两位数），字符后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二小数阻值。
如图2所示。
数码法
通常以PF为单位，用三位阿拉伯数字表示，前两位数字表示电容值的有效数，第三位数字表示有效数后面零的个数。
这种标示方法一般用于SMD电容上。
色标法五环颜色标识法:
第一环:
电容温度系数（12个颜色代表12种温度系数）;第二环:
电容第一位数字（0---9）;第三环:
电容第二位数字（0---9）第四环:
电容倍乘因子（共七种规格）;第五环:
电容误差（四种规格）（六环色标电容的定义暂不考虑，需要时可参考V1.0讲座资料）
几种电容标示方法的应用实例判定
电容在电路图中单位的标注规则
（1）小电容的标志方式：
小容量电容器多以皮法PF，所示的数字就是电容量，并且数字后面没有单位（PF），例如8表示电嗯为8PF；再如：
100则表示电容量为100PF
（2）中小容量电容的标志方式：
通常以纳法（nF或n）或以微法（uF或u）表示。
以nF表示时，在数码后面加n表示容量，如100n表示100nF,再如4n7表示4.7nF;以uF表示时多在数码后不再标志uF,如0.01表示0.1Uf,再如：
0.47则表示0.47uF.
（3）数码标示的电容量：
单位是PF，例如：
101表示100PF，683表示68000PF，476表示47Uf
（4）电容器的色码表示方法：
与色环电阻的标志方式相同，所表示的单位为PF
（5）电解电容的标志方式：
通常采用uF单位表示，通常数码后面跟uF或u,如：
0.22u4.7u22u470u3300u
（6）超级电容器的标志方式：
多以法拉F为单位：
0.1F5F
建议:
在电路图及BOM清单中,最好采用直标法,以避免各种不同标注方法之间差异造成的误读而产生的问题.
中国国家标准的电容温度特性的表示方式---陶瓷电容
GB（中国国家标准）
温度范围/℃
后缀数字
整个温度范围内最大容差变化
后缀数字
-55∽+125℃
1
±10%
2B
-55∽+85℃
2
±15%
2X、2R
-40∽+85℃
3
±20%
2C
-25∽+85℃
4
+20%∽-30%
2D
-10∽+85℃
5
+22%∽-56%
2E
-10∽+75℃
6
+30%∽-80%
2F
备注：
以国际标准为基准，建议今后尽量少用国内版的标准。
日本国家标准的电容温度特性的表示方式---陶瓷电容
温度范围/℃
-25∽+85℃
整个温度范围内最大容差变化
YA
-25∽+85℃
±5%
YB
±10%
YD
-25∽+85℃
+20%∽-30%
YE
-25∽+85℃
+22%∽-55%
YF
-25∽+85℃
+30%∽-80%
ZF
-10∽+70℃
+30%∽-80%
备注：
以国际标准为基准，建议今后尽量少用日本版的标准。
美国标准的电容温度特性的表示方式---陶瓷电容（优选推荐）
下限温度
后缀符号
上限温度
后缀符号
容量变化率
后缀符号
+10℃
Z
+45℃
2
±1.0%
A
-30℃
Y
+65℃
4
±1.5%
B
-55℃
X
+85℃
5
±2.2%
C
+105℃
6
±3.3%
D
+125℃
7
±4.7%
E
±7.5%
F
±10.0%
P
±15.0%
R
±22.0%
S
+22%∽-33%
T
+22%∽-56%
U
+22%∽-82%
V
电容在电路中使用常识
电容器是三大无源元件（电阻、电容、电感）之一，在电子电器装置中几乎无处不在。
电容器看起来非常简单，就是由两个极板构成。
但是在实际应用中，如果对电容器没有比较深刻的理解，选择不当的话，所设计制造的电子线路、电子产品则会出现这样或那样的问题。
因此需要根据应用的要求来选择电容器！
例如：
用电容器作振荡器或定时电路，并要求在较宽的温度范围内具有比较高的精度，这时必须选择零温度系数或抵温度系数的电容器—此时复合膜电容器或低温度系数的Ⅰ类陶瓷介质电容器（NP0）是比较正确的选择。
但如果选择Ⅱ类陶瓷介质电容器，由于其温度系数比较大，则是错误的使用。
电力电子电路中的缓冲电容和谐振电容不仅需要电容器具有相应的耐高压能力，而且还要能承受高的有效值电流和di/dt.
电解电容器在应用中则需要注意在隔直应用时需要低的漏电电流，在大脉动电流滤波时需要具有低的ESR（等效串联电阻），而且还要注意流过的纹波电流是否超过电解电容的额定电流。
在高频、大电流滤波时则不仅需要低的ESR还要具有低的寄生电感，以获得良好的阻抗频率特性以及纹波电流是否超过额定电流；在脉充焊接的应用中，电解电容器还要能承受短时大电流脉冲的反复冲击；不仅如此，电解电容器还要根据应用环境的温度范围和应用寿命要求选择不同温度范围和不同寿命时间的电解电容器。
电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。
在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。
使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。
不同电路应该选用不同种类的电容。
揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。
电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。
安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。
电容器的主要参数
在设计选用及采购各种类型的电容时，通常需要考虑下列参数：
1．电容的工作电压（workingvoltage）
2．电容的容量（capacitancevalue）---需要注意的是电容量与工作频率和环境温度有关部门
3．电容值的误差（capacitancetolerance）
4．工作温度范围及工作寿命（operatingtemperatureandlife）
5．温度系数（特别是对于陶瓷电容）
6．漏电流（电解电容）
7．等效串联电阻ESR及等效串联电感ESL
8．损耗因数
9．外型及安装尺寸（dimensions）
几种常用薄膜电容的温度特性表
几种常用陶瓷电容的温度特性曲线
陶瓷电容与电解电容温度特性曲线的比较
陶瓷电容容量与施加工作电压关系曲线
电解电容阻抗与工作频率的关系曲线
我公司常用电容器分类及项目描述
一、贴片多层陶瓷电容器（CeramicMultilayerChipCapacitor）：
主要用于控制电路一般滤波、电源去耦等场合，重要场合用X7R介质；对成本要求特别严格的场合用Y5V。
项目描述：
贴片多层陶瓷电容器_0.01μF±10%_25V_X7R_0805-08052R103K8B20D
名称_容量误差_电压_温度系数代码_封装-参考厂家型号
备注：
1.以YAGEO（国巨）公司的CC系列X7R的电容器为标准；
2.介质类型决定了此类电容许多重要的技术特性，其他替代产品应以指定厂家产品技术指标为最低检验指标。
3.介质类型一般根据温度系数进行分类，美国,日本及中国均有不同的温度系数标准,我司以美国的标准为准,如下表所示:
下限温度
上限温度
容量变化率
+10℃Z
-30℃Y
-55℃X
+45℃2
+65℃4
+85℃5
+105℃6
+125℃7
±1.0%A
±1.5%B
±2.2%C
±3.3%D
±4.7%E
±7.5%F
±10%P
±15%R
±22%S
+22-33%T
+22-56%U
+22-82%V
二、贴片精密多层陶瓷电容器（PrecisionCeramicMultilayerChipCapacitor）：
主要用于控制电路精密定时、基准振荡器等场合，如PWM控制芯片中RC定时电容，MCU电路中晶振电路的补偿电容。
NPO又称COG，工作温度范围－55℃～＋125℃，容量变化不超过±30ppm/℃，以NPO/COG做介质的电容器性能超稳定，但容量做不大，一般低压（100V及以下）能做到几十纳法，高压（200V及以上）能做到几纳法。
项目描述：
贴片精密多层陶瓷电容器_1000pF±5%_50V_NPO_0805-0805CG102J9B20D
名称_容量误差_电压_温度系数代码_封装-参考厂家型号
备注：
以YAGEO（国巨）公司的CC系列NPO的电容器为标准；
三、一般滤波用铝电解电容（AluminumElectrolyticCapacitors）:
主要用于控制电路的一般滤波、电源去耦以及保护电路的延时等场合，根据我司产品的特点，建议选用105℃/2000小时及以上的系列型号。
项目描述：
一般铝电解电容器_10μF±20%_50V+105℃/2000h_5×11_F=2.5_编带-益阳CD81
名称_容量误差_电压_最高工作温度及寿命_直径及高度_脚距_包装方式-参考厂家及型号
备注：
选用其他厂家产品做替代产品时应以益阳CD81系列电容指标为最低检验指标。
四、输入滤波用高压铝电解电容（HighVoltageAluminumElectrolyticCapacitors）:
主要用于开关电源、电子镇流器等输入电路的一般滤波,适用于民用场合，一般选用105℃/2000小时及以上的系列型号。
项目描述：
输入滤波用高压铝电解电容器_2.2μF±20%_400V_43mA_+105℃/2000h_10×12.5_P=5_编带-三和BA
名称_容量误差_电压_工作频率为120Hz时纹波电流_最高工作温度及寿命_直径及高度_脚距_包装方式-参考厂家及型号
备注：
选用其他厂家产品做替代产品时应以三和BA系列电容指标为最低检验指标。
五、长寿命输入滤波用高压铝电解电容（LongLifeHighVoltageAluminumElectrolyticCapacitors）:
主要用于开关电源、电子镇流器等输入电路的一般滤波,适用于工程型场合，一般选用105℃/5000小时及以上的系列型号。
项目描述：
长寿命输入滤波用高压铝电解电容_10μF±20%_450V_160mA_+105℃/10000h_12.5×20_P=5_编带-三和BL
名称_容量误差_电压_工作频率为120Hz时纹波电流_最高工作温度及寿命_直径及高度_脚距_包装方式-参考厂家及型号
备注：
选用其他厂家产品做替代产品时应以三和BL系列电容指标为最低检验指标。
六、高频低阻铝电解电容器（HighFrequencyLowImpedanceAluminumElectrolyticCapacitors）:
主要用于开关电源电路输出端高频滤波场合。
项目描述：
高频低阻铝电解电容器_470μF±20%_16V_660mA_0.1Ω_+105℃/5000h_10×12.5_P=5_编带_三和WL
名称_容量误差_电压_工作频率为100KHz时纹波电流及阻抗_最高工作温度及寿命_直径及高度_脚距_包装方式_参考厂家及型号
备注：
选用其他厂家产品做替代产品时应以三和WL系列电容指标为最低检验指标，特别是ESR、纹波电流应低于三和同类型产品。
七、薄膜电容器（FilmCapacitors）：
根据使用的介质材料不同主要分为聚酯膜电容器（PolyesterCapacitors）和聚丙烯膜电容器（PolypropyleneCapacitors）；从制造的物理结构不同分为卷绕式、叠片式和内串式；按电极不同可分为金属箔式、金属化（铝金属化及铝锌金属化）和膜箔复合式。
项目描述：
1．金属化聚酯膜卷绕式电容器_0.1μF±10%_630V_环氧19×14×8_F=7.5_编带-法拉CL21Ⅱ
2．
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