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较为全面的电容器相关知识
电容器
一、电容的基本知识
两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成一个电容器，电容器通常又叫电容。
电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量，记为C，国际单位是法拉（F）。
C是由电容器本身的性质（导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的。
1、相关公式
一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：
C=
，但电容的大小不是由Q（带电量）或U（电压）决定的，即：
。
其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。
电容器的电势能计算公式：
多电容器并联计算公式：
C=C1+C2+C3+…+Cn
多电容器串联计算公式：
三电容器串联：
C=
2、电容单位
在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）（皮法又称微微法）等，换算关系是：
1法拉（F）=1000毫法（mF）=1000000微法（μF）
1微法（μF）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）。
二、电容器的分类
1、按照结构分三大类：
固定电容器、半可变电容器和可变电容器。
2、常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等。
1）铝电解电容
它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。
还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。
它的特点是容量大，但是漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。
电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。
2）纸介电容
用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。
它的特点是体积较小，容量可以做得较大。
但是固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。
3）金属化纸介电容
结构和纸介电容基本相同。
它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。
4）油浸纸介电容
它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。
它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。
5）玻璃釉电容
玻璃釉电容属于无极性、无机介质电容，其介质一般是玻璃釉粉压制的薄片，通过调整釉粉的比例，可以得到不同性能的电容。
玻璃釉电容介电系数大、耐高温、抗潮湿强、损耗低。
玻璃釉电容器适合半导体电路和小型电子仪器中的交、直流电路或脉冲电路使用。
6）陶瓷电容
用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。
它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。
铁电陶瓷？
电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。
7）薄膜电容
结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。
涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。
聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。
8）云母电容
用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，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，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。
9）钽、铌电解电容
它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。
它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。
用在要求较高的设备中。
10）半可变电容
也叫做微调电容。
它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。
调节的时候改变两片之间的距离或者面积。
它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。
11）可变电容
它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。
把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。
可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。
空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。
聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。
3、按功能分
电容器是一种储能组件，具有"隔直通交；通高频，阻低频"的特性，人们为了认识和分别不同电容器，根据其在线路中的作用而给给它起了许多名称。
1）滤波电容
它并接在电路正负极之间，把电路中无用的交流去掉，一般采用大容量电解容器，也有采用其它固定电容器的。
2）退耦电容
并接于电路正负极之间，可防止电路通过电源内阻形成的正反馈通路而引起的寄生振荡。
3）旁路电容
并接在电阻两端或由某点直接跨接至共享电位为交直流信号中的交流或脉动信号设置一条通路，避免交流成分在通过电阻时产生压降。
4）耦合电容
连接于信号源和信号处理电路或两级放大器之间，用以隔断直流电，让交流或脉动信号通过，使相邻的放大器直流工作点互不影响。
5）中和电容
连接于三极管基极与集电极之间，用于克服三极管极间电容而引起的自激振荡。
在收音机里，如没有中和电容它会造成寄生震荡，主要是影响中频频放大稳定的工作。
为了消除寄生震荡，利用人为的外部反馈电流和晶体管内极间电容造成的反馈电流大小相等，相位相反，互相抵消的办法，来克服极间电容造成的影响。
6）槽路电容（调谐电容）
连接于谐振电路或振荡电路线圈两端的电容。
谐振电路或谐振槽路由电感和电容（或者是晶体、MEMS振荡器等等效机械单元）组成，使电路响应某一频率。
根据电路配置的不同，可以在谐振频率处呈现为高阻或低阻，作为带通或带阻滤波器，或者是振荡器工作。
这种电路也称为LC或LRC电路，因为它们使用了电感（L）、电阻（R）和电容（C）元件。
过去，人们把这种电路称为“谐振槽路”，因为它的工作原理类似于一个流体系统的槽路，槽路尺寸定义为流体脉动地通过槽路时的自然频率。
7）垫整电容
在电容中能使振荡信号的频率范围减小。
而且能显着提高低频端振荡频率的电容，它是与槽路主电容串联的。
8）补偿电容
在振荡电路中，能使振荡信号的频率范围得到扩大的电容，它与主电容并联起辅助作用。
9）逆程电容
并接在行输出集电极与发射极之间，用来产生行扫描锯齿波逆程的电容。
10）自举升压电容
利用其储能来提升电路某点的电位，使其电位值得高于为该点供电的电源电压。
11）"S"校正电容
串接于偏转线圈回路中，用于校正两边延伸征稿失真。
12）稳频电容
在振荡电路中，用来稳定振荡频率的电容。
13）定时电容
在RC定时电路中与电阻R串联共同决定时间长短的电容。
14）降压限流电容
串接于交流电路中利用它对交流电的容抗进行分压限流。
15）缩短电容
这种电容是在UHF高频头中为了缩短振荡电感的长度而串接的电容。
16）克拉泼电容
在电容三点式振荡电路中，串接在振荡电感线圈的电容，为了消去晶体管结电容的影响，提高频率稳定性。
17）锡拉电容
在电容三点式振荡电路中，并接在振荡电感线圈两端的，为了消除晶体管结电容的影响，使其振荡频率越高越容易起振。
18）加速电容
接在振荡器反馈电路中，使正反馈过程加速，提高振荡幅度。
19）预加重电容
为了防止音频调制信号在制时可能频分量产生衰减或丢失，而适当提升高频分量的RC网络中的电容。
20）去加重电容
对音频信号中经预加重提升的那部分高频分量连同噪音一起衰掉，恢复伴音信号的本来面貌的RC网络中的电容。
21）稳幅电容
在鉴频器中，用来稳定输出信号幅度。
22）消亮点电容
在显像管附属电路中，用以消除关机亮点的电容。
23）移相电容
用来改变交流电信号相位的电容。
24）反馈电容
跨接于放大器的输入与输出端用来反馈信号的电容。
25）软启动电容
通常接在电源开关基极，防止开机运时加在开关基极的浪涌电流或电压太大而损坏开关管。
26）启动电容
串接于单机电机副绕组，为电机副绕组提供启动用的移相交流，电机运转正常时与副绕组断开。
27）运转电容
串接于单相电机副绕组,为电机副绕组提供移相交流电流，电机运转正常时与副绕组仍串于电路中。
三、电容器的主要性能指标
1、标称容量和允许误差
电容器储存电荷的能力，常用的单位是F、uF、pF。
电容器上标有的电容量是电容器的标称容量。
电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。
常用固定电容允许误差的等级见表1。
常用固定电容的标称容量系列见表2。
一般，电容器上都直接写出其容量，也有用数字来标志容量的，通常在容量小于10000pF的时候，用pF做单位，大于10000pF的时候，用uF做单位。
为了简便起见，大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。
没有小数点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。
如有的电容上标有“332”（3300pF）三位有效数字，左起两位给出电容量的第一、二位数字，而第三位数字则表示在后加0的个数，单位是pF。
表1常用固定电容允许误差的等级
允许误差
±2%
±5%
±10%
±20%
（+20%~-30%）
（+50%~-20%）
（+100%~-10%）
级别
02
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
表2常用固定电容的标称容量系列
电容类别
允许误差
容量范围
标称容量系列
纸介电容、金属化纸介电容、纸膜复合介质电容、低频（有极性）有机薄膜介质电容
5%
±10%
±20%
100pF-1uF
1.01.52.23.34.76.8
1uF-100uF
1246810152030
506080100
高频（无极性）有机薄膜介质电容、瓷介电容、玻璃釉电容、云母电容
5%
1pF-1uF
1.11.21.31.51.61.82.02.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1
10%
1.01.21.51.82.22.7
3.33.94.75.66.88.2
20%
1.01.52.23.34.76.8
铝、钽、铌、钛电解电容
10%
±20%
+50/-20%
+100/-10%
1uF-1000000uF
1.01.52.23.34.76.8
（容量单位uF）
2、额定工作电压
在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。
如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
常用的固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。
3、绝缘电阻
由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上，电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻，大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。
漏电电阻越小，漏电越严重。
电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。
因此，漏电电阻越大越好。
4、等效串联电阻
等效串联电阻（ESR）的高低，与电容器的容量、电压、频率及温度都有关，等效串联电阻要求越低越好。
当额定电压固定时，容量愈大等效串联电阻愈低。
当容量固定时，选用高额定电压的品种可以降低等效串联电阻。
低频时等效串联电阻高，高频时等效串联电阻低，高温也会使等效串联电阻上升。
等效串联电阻很多品牌可以从规格说明书上查到。
5、散逸因数
散逸因数dissipationfactor（DF）存在於所有电容器中，电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，即损耗角的正切值表示。
损耗角越大，电容器的损耗越大，损耗角大的电容不适于高频情况下工作。
既有损失，当然愈低愈好。
塑料电容的损失角很低，但铝电解电容就相当高。
DF值是高还是低，就同一品牌、同一系列的电容器来说，与温度、容量、电压、频率……都有关系；当容量相同时，耐压愈高的DF值就愈低。
举实例做说明，同厂牌同系列的10000μF电容，耐压80V的DF值一定比耐压63V的低。
此外温度愈高DF值愈高，频率愈高DF值也会愈高。
但许多电容器制造厂，在规格书上常不注明散逸因数DF值，因为数值甚高很难看。
以瑞典RIFA为例，其蓝色PHE-420系列是MKP塑料电容，它的DF值最低是0.00005/最高是0.0008。
但白色顶级PEH169系列铝质电解电容，就未标示损失角规格。
若真注明DF值，可能会是1.0000，小数点是在1的後面。
6、漏电流
电解电容都存在漏电的情况，这是物理结构所决定的。
不用说，漏电流当然是越小越好。
电容器容量愈高，漏电流就愈大；降低工作电压可降低漏电流。
反过来选用更高耐压的品种也会有助于减小漏电流。
结合上面的两个参数，相同条件下优先选取高耐压品种的确是一个简便可行的好方法；降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命。
真是好处多多，唯价格上会高一些。
有个说法，电解电容工作在远低于额定工作电压时，由于不能有效的维持电极跟电解液之间的退极化作用，会导致电解电容的极化而降低涟波电流，增大等效串联电阻，从而提早老化。
但是这个说法的前提是“远低于额定工作电压”，综合一些长期的实践经验来看，选取额定工作电压标称值的2/3左右为正常工作电压，是比较合理可靠的。
7、涟波电流
涟波电流又叫纹波电流，在这里指的是流经电容器的交流电流的RMS（有效）值，其在电容电压上的表现为脉动或纹波电压。
电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度（及散热面积）、损耗角度（或ESR）以及交流频率参数的限制。
温度是电解电容器件寿命的决定性因素，因此由纹波产生的热损耗将成为电容寿命的一个关键参考因数。
电解电容的损耗因子（其与ESR有关）随所施加电压的频率不同而不同。
故电容的纹波承受度不简单是一个固定量，跟其纹波频率还成一关系。
规格书目中提供的某一数值往往指的是100或120Hz的频率，或是一些特定的频率条件下。
对于其它频率情况规格书通常会提供一个转换因数。
额定纹波电流是在最高工作温度条件下定义的数值。
而实际应用中电容的纹波承受度还跟其使用环境温度及电容自身温度等级有关。
规格书目通常会提供一个在特定温度条件下各温度等级电容所能够承受的最大纹波电流。
甚至提供一个详细图表以帮助使用者迅速查找到在一定环境温度条件下要达到某期望使用寿命所允许的电容纹波量。
表3常见电容器的特性指标
电容种类
容量范围
直流工作电压（V）
运用频率（MHz）
准确度
漏电电阻
（>MΩ）
中小型纸介电容
470pF-0.22uF
63-630
8以下
-Ⅲ
>5000
金属壳密封纸介电容
0.01uF-10uF
250-1600
直流，脉动直流
Ⅰ>-Ⅲ
>1000-5000
中小型金属化纸介电容
0.01uF-0.22uF
160、250、400
8以下
Ⅰ>-Ⅲ
>2000
金属壳密封金属化纸介电容
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
02-Ⅲ
>10000
瓷介电容
1pF-0.1uF
63-630
低频、高频
02-Ⅲ
>10000
铝电解电容
1uF-10000uF
4-500
直流，脉动直流
ⅣⅤ
钽、铌电解电容
0.47uF-1000uF
6.3-160
直流，脉动直流
ⅢⅣ
瓷介微调电容
2/7pF-7/25pF
250-500
高频
>1000-10000
可变电容
7pF-1100pF
100以上
低频，高频
>500
四、命名方法
根据部颁标准（SJ-73）规定，电容器的命名由下列四部分组成：
第一部分（主称）；第二部分：
（材料）；第三部分（分类特征）；第四部分（序号）。
它们的型号及意义见下表。
表4电容器型号命名方法
第一部分
第二部分
第三部分
第四部分
用字母表示主称
用字母表示材料
用数字或字母表示特征
序号
符号
意义
符号
意义
符号
意义
C
电容器
C
I
O
Y
V
Z
J
B
F
L
S
Q
H
D
A
G
N
T
M
E
瓷介
玻璃釉
玻璃膜
云母
云母纸
纸介
金属化纸
聚苯乙烯
聚四氟乙烯
涤纶
聚碳酸酯
漆膜
纸膜复合
铝电解
钽电解
金属电解
铌电解
钛电解
压敏
其他材料
T
W
J
X
S
D
M
Y
C
铁电
微调
金属化
小型
独石
低压
密封
高压
穿心式
包括：
品种、尺寸、代号、温度特性、直流工作电压、标称值、允许误差、标准代号。
表5第三部分是数字时所代表的意义
符号
特征（型号的第三部分）的意义
（数字）
瓷介电容器
云母电容器
有机电容器
电解电容器
1
圆片
非密封
箔式
2
管型
非密封
非密封
箔式
3
迭片
密封
密封
烧结粉液体
4
独石
密封
密封
烧结粉固体
5
穿心
穿心
6
7
无极性
8
高压
高压
高压
9
特殊
特殊
五、选用常识
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。
1、聚酯（涤纶）电容（CL）
电容量：
40pF--4uF
额定电压：
63V--630V
主要特点：
小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差
应用：
对稳定性和损耗要求不高的低频电路
2、聚苯乙烯电容（CB）
电容量：
10pF--1Uf
额定电压：
100V--30KV
主要特点：
稳定，低损耗，体积较大。
应用：
对稳定性和损耗要求较高的电路。
3、聚丙烯电容（CBB）
电容量：
1000pF--10uF
额定电压：
63V--2000V
主要特点：
性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差。
应用：
代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路。
4、云母电容（CY）
电容量：
10pF—0.1uF
额定电压：
100V--7kV
主要特点：
高稳定性，高可靠性，温度系数小。
应用：
高频振荡，脉冲等要求较高的电路。
5、高频瓷介电容（CC）
电容量：
1pF--6800pF
额定电压：
63V--500V
主要特点：
高频损耗小，稳定性好。
应用：
高频电路。
6、低频瓷介电容（CT）
电容量：
10pF—4.7uF
额定电压：
50V--100V
主要特点：
体积小，价廉，损耗大，稳定性差。
应用：
要求不高的低频电路。
7、玻璃釉电容（CI）
电容量：
10pF—0.1uF
额定电压：
63V--400V
主要特点：
稳定性较好，损耗小，耐高温（200度）。
应用：
脉冲、耦合、旁路等电路。
8、铝电解电容
电容量：
0.47uF--10000uF
额定电压：
6。
3--450V
主要特点：
体积小，容量大，损耗大，漏电大。
应用：
电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等。
9、钽电解电容（CA）铌电解电容（CN）
电容量：
0.1uF--1000uF
额定电压：
6.3V--125V
主要特点：
损耗、漏电小于铝电解电容。
应用：
在要求高的电路中代替铝电解电容。
10、空气介质可变电容器
可变电容量：
100pF--1500pF
主要特点：
损耗小，效率高；可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等。
应用：
电子仪器，广播电视设备等。
11、薄膜介质可变电容器
可变电容量：
15pF--550pF
主要特点：
体积小，重量轻；损耗比空气介质的大。
应用：
通讯，广播接收机等。
12、薄膜介质微调电容器
可变电容量：
1pF--29pF
主要特点：
损耗较大，体积小。
应用：
收录机，电子仪器等电路作电路补偿。
13、陶瓷介质微调电容器
可变电容量：
0.3uF--22pF
主要特点：
损耗较小，体积较小。
应用：
精密调谐的高频振荡回路。
14、独石电容
电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等。
应用范围：
广泛应用于电子精密仪器。
各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。
容量范围：
0.5pF—1uF
耐压：
二倍额定电压。
独石又叫多层瓷介电容，分两种类型，1型性能挺好，但容量小，一般小于0.2uF，另一种叫II型，容量大，但性能一般。
独石电容最大的缺点是温度系数很高。
独石电容正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小。
就价格而言:
钽，铌电容最贵；独石、CBB较便宜；瓷片最低。
但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵。
云母电容Q值较高，也稍贵。
附：
电解电容的设计，一点小经验：
1.电解电容在滤波电路中根据具体情况取电压值为噪声峰值的1.2--1.5倍，并不根据滤波电路的额定值；
2.电解电容的正下面不得有焊盘和过孔。
3.电解电容不得和周边的发热元件直接接触。
电路设计
1）铝电解电容分正负极，不得加反向电压和交流电压，对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容。
2）对需要快速充放电的地方，不应使用铝电解电容器，应选择特别设计的具有较长寿命的电容器。
3）不应使用过载电压
1.直流电压与文波电压叠加后的峰值电压低于额定值。
2.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器，使得各个电容上的电压在其额定的范围内。
1）设计电路板时，应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线路，并应留出2mm以上的空隙。
2）电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物，且电解液导电。
当电解液与pc板接触时，可能腐蚀pc板上的线路。
以致生烟或着火。
因此在电解电容下面不应有任何线路。
3）设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容或者电解电容的
六、电容器检测的一般方法
1.固定电容器的检测.
A检测10pF以下的小电容。
因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。
测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。
若测出阻值（指针向右摆动）为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。
B检测10PF
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