一文解析PCB技术电容和电解电容

电容器

电容器一般可以分为没有极性的普通电容器和有极性的电解电容。普通电容器分为固定电容器、半可调电容器（微调电容器）、可变电容器。

一．固定电容器：指一经制成后，其电容量不能再改变的电容器。

1．电容的分类：电容一般按电介质来分类。

1）纸介电容器：一般容量在几十皮法（pF）到零点几微法（uF），耐压有250V、400V、630V等，容量误差一般为：±5%，±10%，±20%。还有一种是金属化纸介电容器，最大特点是具有有限的自愈能力。一般不能用于高频电路中，工作频率只有几十KHZ。

2）涤纶电容器：

3）聚苯乙烯电容器：

4）聚丙烯电容器：

5）聚四氟乙烯电容器：

6）聚酰亚胺薄膜电容器：

7）聚碳酸酯薄膜电容器：

8）复合薄膜电容器：

9）漆膜电容器：

10）叠片形金属化聚碳酸酯电容器：

11）云母电容器：

12）瓷介电容器：价格低廉，应用广泛。分为低压低功率和高压高功率2种。

低压低功率瓷介电容器按照所用材料的性能、特点，可以分为I和II型。I型的特点是介质损耗低，电容量对于温度、频率、电压、时间的稳定性都比较好，常用于高频电路。II型的特点是体积小，但稳定性差、介质损耗大，常用于低频电路。超高频瓷介电容器，可用于频率不超过500MHZ的高频电路中。

高压高功率的瓷介电容器，通常只适合在低损耗、功率不大的电路中使用。

13）玻璃釉电容器：

2． 电容的型号命名：

1）各国电容器的型号命名很不统一，国产电容器的命名由四部分组成：

第一部分：用字母表示名称，电容器为C。

第二部分：用字母表示材料。

第三部分：用数字表示分类。

第四部分：用数字表示序号。

2）电容的标志方法：

（1）直标法：用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。

（2）文字符号法：用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位：P、N、u、m、F等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于10pF的电容，其允许偏差用字母代替：B——±0.1pF，C——±0.2pF，D——±0.5pF，F——±1pF。

（3）色标法：和电阻的表示方法相同，单位一般为pF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的，位置靠近正极引出线的根部，所表示的意义如下表所示：

颜色 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰

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

（4）进口电容器的标志方法：进口电容器一般有6项组成。

第一项：用字母表示类别：

第二项：用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系。

第三项：温度补偿型电容器的温度特性，有用字母的，也有用颜色的，其意义如下表所示：

序号 字母 颜色 温度系数 允许偏差 字母 颜色 温度系数 允许偏差

1 A 金 +100 R 黄 -220

2 B 灰 +30 S 绿 -330

3 C 黑 0 T 蓝 -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 红 -80 ±500 Y -3300

9 M ±1000 Z -4700

10 N ±2500 SL +350~-1000

11 P 橙 -150 YN -800~-5800

备注：温度系数的单位10e -6/℃；允许偏差是 % 。

第四项：用数字和字母表示耐压，字母代表有效数值，数字代表被乘数的10的幂。

第五项：标称容量，用三位数字表示，前两位为有效数值，第三为是10的幂。当有小数时，用R或P表示。普通电容器的单位是pF，电解电容器的单位是uF。

第六项：允许偏差。用一个字母表示，意义和国产电容器的相同。也有用色标法的，意义和国产电容器的标志方法相同。

3．电容的主要特性参数：

（1）容量与误差：实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般分为3级：I级±5%，II级±10%，III级±20%。在有些情况下，还有0级，误差为±20%。精密电容器的允许误差较小，而电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差等级。

常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示：D——005级——±0.5%；F——01级——±1%；G——02级——±2%；J——I级——±5%；K——II级——±10%；M——III级——±20%。

（2）额定工作电压：电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流电压，又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。

（3）温度系数：在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值。温度系数越小越好。

（4）绝缘电阻：用来表明漏电大小的。一般小容量的电容，绝缘电阻很大，在几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。

（5）损耗：在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。

（6）频率特性：电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小。损耗也随频率的升高而增加。另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。所有这些，使得电容器的使用频率受到限制。

不同品种的电容器，最高使用频率不同。小型云母电容器在250MHZ以内；圆片型瓷介电容器为300MHZ；圆管型瓷介电容器为200MHZ；圆盘型瓷介可达3000MHZ；小型纸介电容器为80MHZ；中型纸介电容器只有8MHZ。

4．电路符号：

5．电容的使用：

1） 选择合适的型号：

2） 合理确定电容器的精度：

3） 确定电容器的额定工作电压：对一般电路，电路的工作电压应为电容器额定电压的10%~20%；当有脉动电压时，工作电压应为脉动的最高电压。当应用于交流时，额定电压随频率的增加而要相应增大。当温度环境比较高时，额定电压还要选用更大的。

4） 尽量选择绝缘电阻大的电容：

5） 考虑温度系数和频率特性：

6） 注意使用环境：

二．电解电容器：

电解电容器一般有正、负极之分，即具有极性。因此在电路中使用时正、负极不能接错。现在已经可以制造无极性的或用于交流电路的电解电容器，称为双极性电解电容或无极性电解电容。在外加电压的作用下，由于某种原因而引起局部损坏的器件，具有自行修补的作用，这种现象叫做电解电容的自愈。

电解电容一般只能在－20℃～＋70℃的范围内使用。特性受温度、频率的影响很大。一般经常使用的都是铝电解电容。铝电解电容的型号一般是CDXX，容量、耐压、正负极都标记在外壳上。有时也用引线的长短来表示，长线为正，短线为负。

铝电解电容的损耗较大，温度、频率特性差，限制了在交流电路中的应用。

三．钽电解电容器：

钽电解电容是用金属钽作电极、氧化钽作介质的电容器。特点是：化学稳定性高，额定耐压高，耐高温性能好，机械强度高，体积小。常用CA标志，其容量从0.47uF到1000uF，额定耐压主要有6.3V、10V、16V、63V几种。性能远优于铝电解电容，但价格比较贵。

其它的电解电容还有铌电解电容，性能更优，体积更小。钛电解电容、钽－铌电解电容。

四．微型电容器：

1．片状陶瓷电容器：即表贴电容器。容量范围为1pF～47800pF，耐压为25V、50V。封装安装尺寸和表贴电阻一样。

2．片状钽电容器：体积小、容量大。焊接时温度限制在280℃以下，时间小于10S。其容量范围为0.1uF～100uF，直流工作电压为4～50V，常用的耐压为16V、35V等。

3．双电层电解电容：介于电池和电容之间，具有超大容量，被称为超级电容器。一般只能用于直流或低频条件下，经常作为储能元件使用。

4．半导体电容器：