电容知识介绍

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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(μF)、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(μF)

1微法(μF)= 103纳法(nF)= 106皮法(pF)

1pF = 10-12F

1nF = 10-9F= 103 ×10-12F= 102pF

1uF = 10-6F= 106 ×10-12F= 105pF

104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(60mil×0.0254=1.524mm,30mil=0.762mm)0805封装:2.0mm长×1.25mm宽(80mil×0.0254=2.032mm,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150mil×50mil(3.81mm×1.27mm)。

1 inch(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(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,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:Ⅰ类温度补偿型(CC型)、Ⅱ类高介电常数型(CS型)、Ⅲ类半导体型(CT型),Ⅰ类用于高频,Ⅱ类和Ⅲ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Ⅰ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Ⅱ类低频陶瓷,其中X7R、X5R属于Ⅱ类陶瓷的稳定级,而Y5V和Z5U属于Ⅱ类陶瓷的可用级。符号含义如下:

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(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。