电容器种类分类

电容的种类分类

电容就是两块导体（阳极和阴极）中间夹着一块绝缘体（介质）构成的电子元件，由于其结构的特殊性，所以分类方式也有好多种，通常按照介质、阳极、阴极和工艺这四种分类方式，而且各种分类方式互相交叉重叠，可以说比较混乱：

电容的分类很复杂，以上只罗列了板卡中常见的一些类型

开始详细介绍各类电容的特性和优缺点。首先按照介质的不同分为无机电容、有机电容和电解电容三大类：

● 无机介质电容器：

无机电容主要有陶瓷电容和云母电容，其基本结构就是在陶瓷片或者云母片的两面电镀金属材料比如银，电脑配件中陶瓷电容很常见。

陶瓷电容性质非常稳定、高频性能很好、无极性、耐压、耐热、低阻抗、体积小，综合性能好因此使用非常广泛，它可以应用在GHz级别的超高频器件上，比如军用雷达、电磁干扰发射器等精密仪器，当然CPU、GPU、Chipset表面也只能使用陶瓷电容。

CPU背面、GPU表面和GPU四周PCB上的小颗粒都是陶瓷电容陶瓷电容之所以如此普及，这是因为能够在超高频率下正常工作的也只有陶瓷电容。所以我们可以看到，在主板CPU插槽四周/背面，显卡GPU四周/背面，还有内存、显存、芯片组、PCI-E插槽等，凡是高频器件周围都会有密密麻麻的陶瓷电容！

数字供电主要依靠高性能的多层陶瓷电容

但是，陶瓷电容的价格比较昂贵，而且容量有限，因此不适合作为供电模块的滤波电容。不过近年来随着技术的发展，高档数字供电主控芯片也可以使用大量多层陶瓷电容，这可以让抗干扰能力、稳定性和转换效率都得到大幅提高！

薄膜电容的基本构造就是2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔膜交替夹杂然后捆绑而成。这种电容的介质为高分子有机物，所以统称为有机电容，其特点与陶瓷电容类似，无极性、无感、高频特性好、体积小、耐压，但也同样存在容量不大、成本较高的缺点，另外它的介质是有机物，因此耐高温能力一般。

● 电解电容器：

电介质的材料除了无机物就是有机物，为什么还会单独分出一个电解电容来呢？这是因为无机电容和有机电容的绝缘材料在生产时就已确定，比如陶瓷、云母、塑料等。而电解电容的绝缘材料是在生产时通过化学反应生成的，比如铝片浸泡酸性溶液（电解液）通过电化学腐蚀之后，电容两极的有效表面积成倍增加，再加上电解液和金属之间的介质氧化膜非常薄，因此容量可以做到很大！虽然电解电容的介质也是无机物，但它与无机电容还是有本质区别的。

由于主板、显卡等产品使用的基本都是电解电容，因此这是我们要讲的重点。大家熟悉的铝电容、钽电容其实都是电解电容。如果说电容是电子元器件中最重要和不可取代的元件的话，那么电解电容器又在整个电容产业中占据了半壁江山。

大大小小的电解电容

首先让我们了解一下电解电容的性能特点，这样我们才能清楚为什么主板、显卡以及几乎所有的计算机设备里面都使用到了电解电容：

电解电容特点一：单位体积的电容量非常大，比其它种类的电容大几十到数百倍。

电解电容特点二：额定的容量可以做到非常大，大型电解电容可以做到几万μf甚至几f（但不能和多电层电容相比）。

电解电容特点三：价格比其它种类具有压倒性优势，因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备，可以大规模生产，成本相对比较低。

电解电容成本低，但是它的结构却非常复杂的，通过阳极和阴极的不同可以划分为好多种，接下来就专门介绍板卡设备常用的几种电解电容。

电解电容的分类，传统的方法都是按阳极的材质分，比如铝、钽、铌等金属，其中铌电容很少见，板卡上最常用的还是铝电容和钽电容，相信很多人都比较耳熟。

● 铝电解电容

各种电解电容的外观差异很大，但不管贴片工艺还是直插式（后文会有详细

介绍），或者有塑料表皮的“包皮电容”，只要它们的阳极材质是铝，那么肯定就是铝电解电容。但是很多人可能受到误导以为只有“包皮电容”才是电解电容。

都是“铝壳”，一个贴片一个插件，一个固态一个液态

都是“包皮”插件式，一个固态一个液态

总的来说，电容的封装方式和电容的品质本身并无直接联系，电解电容的性能只取决于具体型号。由于铝电解电容又可以分为好多种，因此其特性会在后文中详加介绍。

● 钽电解电容

阳极使用金属钽的话，就是通常所说的钽电容，很多人看到这种黄豆状的小电容就会惊呼“这个显卡做工真不错！”的确如此，因为之前只有高端显卡才会不惜成本使用钽电容。

X800时代ATI就大量使用钽电容（左图黑条状）为核心/显存供电；从X1800时代开始，ATI在核心/显存供电部分使用了多层陶瓷电容，钽电容（右图黄豆

状）用来给附加功能芯片供电。NVIDIA 8800系列显卡的供电部分所用电容为铝固态电容和钽电容的组合。

8800GTS和HD2600XT也使用了钽电容和铝固态电容的搭配

● 电解液（铝-电解液电容）

电解液是最传统的电解质，电解液是由GAMMA丁内酯有机溶剂加弱酸盐电容质经过加热得到的。我们所见到的普通意义上的铝电解电容的阴极，都是这种电解液。

曾经名噪一时的高端铝电解液电容——红宝石MCZ

使用电解液做阴极有不少好处。首先在于液体与介质的接触面积较大，这样对提升电容量有帮助（动辄1500μf）。其次是使用电解液耐高温能力不错，可

使用SMT工艺，同时耐压性也比较强。此外，使用电解液做阴极的电解电容，当介质被击穿之后，只要击穿电流不持续，那么电容能够自愈（金属氧化物可以自动生成）。

但电解液电容也有其不足之处。首先是在高温环境下容易挥发、渗漏，对寿命和稳定性影响很大，在高温高压下电解液还有可能瞬间汽化，体积增大引起爆炸（就是我们常说的爆浆）；其次是电解液所采用的离子导电法其导电率很低，只有0.01S/CM（电导率，欧姆的倒数），这造成电容的ESR值（等效串联电阻，阻抗）特别高。

阳极为铝、阴极为电解液的电容，其正式名称是铝电解液电容，因为有液体存在，所以被称为“液态”电容，因为太过常见所以被称为“普通”电解电容。接下来的电容就不“普通”了，也全都是“固态”电容。

● 二氧化锰（钽-二氧化锰电解电容）

二氧化锰通常是钽电容所使用的阴极材料，所以那些黑条或者黄豆状钽电容的正式名称是“钽-二氧化锰电解电容”，它不存在电解液，当然属于“固态”电容。

固体二氧化锰的传导方式为电子导电，导电率是电解液离子导电的十倍（0.1S/CM），所以ESR比电解液低。一般来说钽-二氧化锰电解电容比铝电解液电容好得多，同时固体电解质也没有泄露或爆浆的危险。此外二氧化锰的耐高温特性也比较好，能耐的瞬间温度在500度左右。

所有电解电容都不容许将极性接反

二氧化锰的缺点在于在极性接反的情况下容易产生高温，在高温环境下释放出氧气，同时五氧化二钽介质层发生晶质变化，变脆产生裂缝，氧气沿着裂缝和钽粉混合发生剧烈爆炸！另外二氧化锰阴极材料的价格也比较贵。

传统上认为钽电容比铝电容性能好主要是由于钽加上二氧化锰阴极助威后才有明显好于铝电解液电容的表现。如果把铝电解液电容的阴极更换为二氧化锰，那么它的性能其实也能提升不少。

钽-二氧化锰电解电容按照特性来说，其应用方式介于陶瓷电容和直立电容之间，因为它的体积只是略大于陶瓷电容，但容量却要大很多几乎快赶上直立铝电解电容了，因此在一些必须使用大电容、但却体积有限的地方，一般都会使用钽电容。比如板卡PCB背面、散热器下面都不允许使用直立电容，而钽电容则正好合适。