电阻电容封装尺寸

在没有超出电容器的额定电压情况下，允许流过电容的最大电流峰值是这样计算出来的：I=Er/Xc 这里的Er是电容器的额定电压，电流是峰值电流，单位是A。

流过电容的实际电流是这样计算出来：I=Ea/Xc，这里的Ea是应用电压或者是实际工作。

下面几个例子是讲解在固定的频率不同的电容器这些变数是怎样影响电压和电流的极限值。

例1：0.1pF，500V的电容器使用在1000MHZ的频率上：
等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(0.1x10－12)]＝1591ohms
电流峰值：I=500/1591=0.315Apeak或0.22Arms.
如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。

例2：1.0pF,500V的电容器使用在1000MHZ的频率上：
等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(1.0x10－12)]＝159ohms
电流峰值：I=500/159=3.15Apeak或者2.2Arms
如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。

例3：10pF,500V的电容器使用在1000MHZ的频率上：
等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(10x10－12)]＝15.9ohms
电流峰值：I=500/15.9=31.5Apeak或者22.2Arms
如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。

结论：最大功率损耗值是在假设电容器的端头是一个无穷大的散热器情况下计算出来得。

这时传导到空气中的热量是忽略的。

一个10pF,500V的电容器工作在1000MHZ的频率，在功率极限下工作的电流峰值是7A，平均电流大概是5Arms。

在这种工作电流情况下，电容器的温度将会升到125℃。

为了稳定地工作，它的实际最大工作电流是2Arms，如果端头的散热效果很好可以到达3Arms。

如何理解电容器的静电容量
A.电容量
电容器的基本特性是能够储存电荷（Q），而Q值与电容量（C）和外加电压（V）成正比。

Q=CV
因此充电电流被定义为：
=dQ/dt=CdV/dt
当外加在电容器上的电压为1伏特，充电电流为1安培，充电时间为1秒时，我们将电容量定义为1法拉。

C=Q/V=库仑/伏特=法拉
由于法拉是一个很大的测量单位，在实际使用中很难达到，因此通常采用的是法拉的分数，即：皮法（pF）=10-12F
纳法（nF）=10-9F
微法（mF）=10-6F
B.电容量影响因素
对于任何给定的电压，单层电容器的电容量正比于器件的几何尺寸和介电常数：
C=KA/f(t)
K=介电常数
A=电极面积
t=介质层厚度
f=换算因子
在英制单位体系中，f=4.452，尺寸A和t的单位用英寸，电容量用皮法表示。

单层电容器为例，电极面积1.0×1.0″，介质层厚度0.56″，介电常数2500，
C=2500（1.0）（1.0）/4.452（0.56）=10027pF
如果采用公制体系，换算因子f=11.31，尺寸单位改为cm，
C=2500（2.54）（2.54）/11.31（0.1422）=10028pF
正如前面讨论的电容量与几何尺寸关系，增大电极面积和减小介质层厚度均可获得更大的电容量。

然而，对于单层电容器来说，无休止地增大电极面积或减小介质层厚度是不切实际的。

因此，平行列阵迭片电容器的概念被提出，用以制造具有更大比体积电容的完整器件。

在这种“多层”结构中，由于多层电极的平行排列以及在相对电极间的介质层非常薄，电极面积A 得以大大增加，因此电容量C会随着因子N（介质层数）的增加和介质层厚度t’的减小而增大。

这里A’指的是交迭电极的重合面积。

C=KA’N/4.452（t’）
以前在1.0×1.0×0.56″的单片电容器上所获得的容量，现在如果采用相同的介质材料，以厚度为0.001″的30层介质相迭加成尺寸仅为0.050×0.040×0.040″的多层元件即可获得（这里重合电极面积A’为0.030×0.020″）。

C=2500（0.030）（0.020）30/4.452（0.01）=10107pF
上面的实例表明在多层结构电容器尺寸相对于单层电容器小700倍的情况下仍能提供相同的电
容量。

因此通过优化几何尺寸，选择有很高介电常数和良好电性能（能在形成薄层结构后保持良好的绝缘电阻和介质强度）的介质材料即可设计和制造出具有最大电容量体积系数的元件。

电容的型号命名
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。

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：
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。

贴片电容的种类、特点、精度
单片陶瓷电容器(通称贴片电容)是目前用量比较大的常用元件，就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格，不同的规格有不同的用途。

下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。

不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是AVX公司的命名方法，其他公司的产品请参照该公司的产品手册。

NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。

在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。

所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。

一NPO电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。

它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。

NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。

在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30PPM/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。

NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%，相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。

其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。

NPO 电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。

下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。

封装DC="50V" DC="100V"
0805 0.5---1000PF 0.5---820PF
1206 0.5---1200PF 0.5---1800PF
1210 560---5600PF 560---2700PF
2225 1000PF---0.033μF 1000PF---0.018μF
NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。

二X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。

当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。

X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。

X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。

它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。

下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。

封装DC="50V" DC="100V"
0805 330PF---0.056μF 330PF---0.012μF
1206 1000PF---0.15μF 1000PF---0.047μF
1210 1000PF---0.22μF 1000PF---0.1μF
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF
三Z5U电容器
Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。

这里首先需要考虑的是使用温度范围，对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。

对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。

但它的电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每10年下降5%。

尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。

尤其是在退耦电路的应用中。

下表给出了Z5U电容器的取值范围。

封装DC="25V" DC="50V"
0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF
1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF
1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μF
Z5U电容器的其他技术指标如下:
工作温度范围+10℃--- +85℃
温度特性+22% ---- -56%
介质损耗最大4%
四Y5V电容器
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。

Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。

Y5V电容器的取值范围如下表所示
封装DC="25V" DC="50V"
0805 0.01μF---0.39μF 0.01μF---0.1μF 1206 0.01μF---1μF 0.01μF---0.33μF 1210 0.1μF---1.5μF 0.01μF---0.47μF 2225 0.68μF---2.2μF 0.68μF---1.5μF Y5V电容器的其他技术指标如下:
工作温度范围-30℃--- +85℃
温度特性+22% ---- -82%
介质损耗最大5%。