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电容器选用的基本知识（三）
三 电容器的种类
电容器由于电极的材质 介质和构造的不同 有许许多多的种类 同时由于新材质与介质的出现 市上也经常会出现一些新式的电容器所以电容器种类及其特性的辨认 实是一从事电路设计 装配及维护者所不可缺的知识。
由外形构造方面来看 电容器有固定容量的有可调容量的 有圆筒型有方块形 有饼状的也有灯泡形的 外型的辨认一般较为容易但有些内部的结构并无从由外观辨别 除非在封装体上有文字注记 又者 由于大部份电容器的生产均是供给装配厂商的生产使用 他们有一些特定的规格是难以在封体上全部加以注记的凡此 在业余使用的情形下 唯赖使用者综合自己对电容器的知识予以分析和选择 以下所举是一些常见的电容器的构造与特性。
3.1 油浸纸质电容 Oil impregnated Paper Capacitor
亦简称为纸质电容 它是以金属箔 多为铝箔 间以绝缘薄纸 再相间卷绕而成 绕成之后 先行真空干燥除去水份 再含浸绝缘油并予封装而成。
油浸纸质电容之容量稳定性极高 耐压通常亦在200 400或600V以上 没有极性 适合在交流状况下使用 在真空管机器中使用颇多 缺陷是单位容量之体积很大。
3.2 金属化纸质电容 Metallized Paper Capacitor
金属化 Metallized是近年所发展出来的一种技术 即在介质的一面以真空蒸着一层很薄的金属以代替传统中以金属箔片为电极的方法 金属化技术的好处是可以缩小单位容量的体积 并且当介质遭到意外击穿后 有自我恢复 Selfhealing作用。
金属化纸质电容的构造 是在绝缘纸上蒸着锌或其它金属后 再依油浸纸质电容之制法予以卷绕 干燥 浸油 封装而成 特性与纸质电容差不多但体积较小 此类电容之注记为。
以圆片状之陶瓷为介质 在两面镀上银离子 引线 封装而成。
由于陶瓷成份不同 通常所之见陶瓷电容有两类：
一 高介电率陶瓷电容器 High K Ceramic Capacitor即所用陶瓷之介质系数极高可在很小的面积内获得较高的电容量 但由于介电率的影响 容量误差可能较大 唯此类电容器因介质特性及非卷绕而成 有极佳之高频特性 是故通常使用于高频傍路电路中。
二 温度补偿用陶瓷电容 Temperature Compensating Ceramic Capacitor使用具温度补偿特性之陶瓷为介质 一般容量均不大 由数PF到数十PF并在顶端涂有红 黑 黄等颜色 以资鉴别其温度补偿特性 通常用于极高频电路之谐振或傍路。
3.4 聚乙酯膜电容器 Polyester Film Capacitor
通常称为Mylar电容 是常见的塑料薄膜电容之一 以一种Polyethylene terephthalate ISO或简称为PET的聚乙酯类塑料薄胶薄膜为介质 并以金属箔为宿极间绕而成 有有感式和无感式两种绕法 是固态化电路中最常见的低容量电容 杂音指数低。
以大新 TSC制之PEF系列为例主要规范如次
工作温度 –40度到+85度
容量范围 0.001微法到0.47微法
容量误差 有J=正负5% K=正负10%及M=正负20%三级
工作电压 50 100V 200V 等三级
逸散因子 0.8%在25度到85度 1KHz时
3.5 金属化聚乙酯膜电容器 Metallized Polyester Film Capacitor
介质与 节所述之聚乙酯膜电容器相同 但不与金属箔间绕 而是以金属化技术蒸着铝或锌金属再卷绕而成 通常使用无感式绕法并有方型或圆筒或扁筒以及与聚乙酯电容相同等数种外形 容量则较大。
以下是大新制普通形 电容之主要规范：
容量范围 0.01微法到10微法
容量误差 有K=正负10%及M=正负20%二级
工作电压 100V 250 400V 630等
温度范围 -40度到+85度
逸散因子 1%
大新另有一替 MEE扁筒型 MET圆筒型 包装之金属化聚乙酯电容 规范与前者大约相同 两者主要用于AC电路 交连 傍路 高频滤波等。
3.6 聚苯乙烯膜电容器 Polystyrene Film Capacitor
聚苯乙烯简称为PS亦为塑料薄膜之一种 多与金属箔卷绕成筒状 小容量之高频电路应用较多。
以下是大新制 PSE卧式 及PSA 电容之主要规范：
工作温度 度到度
容量范围 到微法
容量误差 有正负正负正负及正负四级
电压范围 及等三级
逸散因子
值 容量小于 时最小为
3.7 聚丙烯膜电容器 Polypropylene Film Capacitor
简称为PP电容 由聚丙烯膜与金属箔间绕而成 有有感和无感式绕法两种特点与Mylar电容相近唯一般之耐压值略高。
大新制之PPN型电容即属此类 主要规范如下：
容量范围 0.001到0.47微法
容量误差 分J=正负5% K=正负10%及M=正负20%三级
适用电压 250V 400V 及630 三级
适用温度 -40度到+85度
逸散因子 0.1%
3.8 金属化聚丙烯膜电容器 Metallized Polypropylene Film Capacitor
以聚丙烯膜蒸着金属后 卷绕制成之电容 单位体积容量加大 且有自我恢愎作用。
3.9 云母电容器 Mica Capacitor
以云母为介质之电容器 因云母性脆不能卷绕 欲增加容量时 只能以层积法制造之 称为层积型云母电容 Stuck Mica Capacitor 其外形多为方块状。
另外 亦可在云母上涂上银化云母电容 其外型与塑料料电容近似 云母电容有极高的频率响应 常用于极高频电路中。
3.10 铝电解电容器 Aluminum Electrolytic Capacitor
利用高纯度的铝箔 先行腐蚀形成多孔性粗糙之表面 表面积扩展 而后实施电解使表面形成非导电的氧化膜 以此氧化膜为介质卷绕成之电容器。
电解电容器在单位体积内之容量较一般电容均大 主要是因为铝箔经腐蚀后 有效的表面积可扩张到10到50倍 而以氧化铝膜为介质 其介质系数亦较一般介质为高 在单位体积内能产生极大的电容对电路运用占有极大的优势 尤其在电源电路中 电容器的运用似非电解电容器莫属。
但是 相对地铝箔电解电容和其它质料的电容器相较 亦有它的缺点 例如：
- 内部损耗大：此主要是由于电解液所形成的电阻 加上相对于容量下铝箔及接点本身的电阻所形成 此内电阻 在等价电路上为串联电阻亦即影响逸散因子的因素。在大电流充放电时，可能会引致发热等现象。
- 静电容量误差大：因为电解电容器的大部分电容量是依靠铝箔表面凹凸不平的曲面及电解形成的氧化膜介质所形成，而此二者不管在进行处理或使用时，性质均不安定，使得许多电解质电容器的容量误差为标示值的-20％到+80％。为此项缺陷在电源电路中并无所影响。
- 漏电流大：主要是因为介质特性的关系，此在使用于交连等需要隔绝直流之处宜特别注意。
- 长期储存后，漏电流有增大及容量降低之倾向：此乃由于氧化铝膜长期浸渍在电解液中，使铝膜的介质特性劣化所致，但可于施加电压若干时间后恢复之。
3.12 铝固体电解电容
通常是以铝粉烧结成粒状物在经化成以半导体为介质形成阴极，阳极则仍用电解铝箔者，是为铝固体电解电容，单位容量之体积较大，一般很少见。
3.13 钽电解电容
采用高纯度之钽为阳极片，构造与电解电容器相似。但其阳极除采用与铝电解电容一般为铝箔外，近年来以多改用钽粉烧结，经化成形成介质面。由于阴极形成之不同，钽电解电容亦如铝电解电容一般，有湿式及固体两种，湿式者以强酸电解液为阴极，固体者以二氧化锰及碳粉并焊锡导出阴极。钽电解电容之信赖度，一般较铝电解电容为高，但其制造成本亦高。
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