电介质材料(电容器)

5、频率特性
随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。 Guangdong Ocean University Xiong Zhengye
基本参数
陶瓷电容器
陶瓷电容器 用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成 圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作 为电极制成。 具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回 路中，作为回路电容器。 低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或 隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合。这种电容器 不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。
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电解电容器
电解电容器是使用最广泛的电容器，也是最受 人们关注的电容器。我们在板卡上常见的那些“烟 囱”均为电解电容器。电解电容器会被极化，一个 极板为正，而另一个极板为负。
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电容器
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电容器
Dielectric
+Q o
Co
ÐQo i (t )
+Q
Baidu Nhomakorabea
C
ÐQ
E
E
V (a)
V (b)
V (c)
(a) Parallel plate capacitor with free space between plates. (b) As a slab of insulating material is inserted between the plates, is an Guangdong Ocean University Xiongthere Zhengye
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Al metallization
(a)
Polymer film
(b)
Two polymer tapes in (a) each with a metallized film electrode on the surface (offset from each other) can be rolled together (like a Swiss rollcake) to obtain a polymer film capacitor as in (b). As the two separate metal films are lined at oppose edges, electroding is done over the whole side surface.
这类电容器拥有很高的电容值，范围通常从 1μF至200000μF。但是它们的击穿电压相对较低， 通常所能做到的最大击穿电压为350V。
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Electrolyte Al foils Al2 O 3 Anode Al Al case Cathode Al
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薄膜电容器
薄膜电容器以塑料薄膜为电介质，因此也被称 为塑料膜电容器。聚碳酸酯、丙烯、聚酰胺酯、聚 苯乙烯、聚丙烯和聚酯薄膜都是常用的绝缘材料。 关于薄膜电容器，恐怕音频发烧友对其的了解 会远比我们这些电脑爱好者更多。薄膜电容的容抗 通常很高，频率响应范围广而且介质损耗很小。这 些优秀的特性令其经常出现在模拟电路的信号耦合 部分，在音响设备中我们经常能见到它们的身影。
注：由于电解电容器是有极性的电容器，在使用时 一定要注意极性。若电解电容器反接可能会引起爆炸。
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Comparison of dielectrics for capacitor applications
Dielectric Polymer film 2.2 – 2.3 4 10-4 100 - 350 Polymer film 3.2 – 3.3 4 10-3 100 - 300 Mica 6.9 2 10-4 50 300 2-3 µ m 15 800 kW 8 Ionic Anodized Al2O3 film 8.5 0.05 - 0.1 400 1000 0.1 µ m 7,500a Anodized Ta2O5 film 27 0.01 300 - 600 X7R BaTiO3 base 2000 0.01 10
基本参数
电容器的基本参数
1、标称电容量和允许偏差 标称电容量是标志在电容器上的电容量。 电容器的基本单位是法拉(F)，但是，这个单位太大，在实际 标注中很少采用。 其它单位关系如下： 1F=1000mF ，1mF=1000μF ，1μF=1000nF ，1nF=1000pF 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏 差范围称精度。 精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、0（02）±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-（+20%-10%）、 Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%） 一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级 。 Guangdong Ocean University Xiong Zhengye
24,000a
10 µ m
180 16 kW 100 Large ionic displacement
1.5 - 3 kW 16 kW 1000 Ionic 1200 Ionic
Electronic Electronic and Dipolar
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基本参数
4、损耗 电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫 做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值， 电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的 电阻所引起的。 在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存 在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导 有关，而且与周期性的极化建立过程有关。
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M etal termination Ceramic Epoxy
Leads M etal electrode
(a) Single layer ceramic capacitor (e.g. disk capacitors)
e r
tand Ebr (kV mm1) DC d (typical minimum) Cvol (µ F cm3) Rp = 1/Gp; C = 1 mF; 1000 Hz Evol (mJ cm3)b Polarization
3-4µ m
2 400 kW 10
1µ m
30 40 kW 15
0.1 mm
(b) Multilayer ceramic capacitor (stacked ceramic layers)
Single and multilayer dielectric capacitors
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0.1uF~ 10uF
基本参数
2、额定电压 在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最 高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作 电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损 坏。 3、绝缘电阻 直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝 缘电阻. 当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉0.1uf 时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越小越好。 电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而 引入了时间常数，等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。 Guangdong Ocean University Xiong Zhengye
电介质材料 Dielectric Materials
（capacitor）
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电容器
电容器，顾名思义，是 ‘装电的容器’，是一种容 纳电荷的器件。英文名称： capacitor。一些常用的电容 器如图所示。用字母C表示。 电容是电子设备中大量使用 的电子元件之一，广泛应用 于隔直，耦合，旁路，滤波， 调谐回路， 能量转换，控制 电路等方面。
(a)
(b)
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Epox y Silver paint Ta 2 O 5 Ta Ta Graphite
M nO 2 Silver paste
Lads
(a) (b)
Solid electrolyte tantalum capacitor. (a) A cross section without fine detail. (b) An enlarged section through the Ta capacitor.
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电解电容器通常是由金属箔（铝/钽）作为正电极， 金属箔的绝缘氧化层（氧化铝/钽五氧化物）作为电介质， 电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电 解电容器。铝电解电容器的负电极由浸过电解质液（液 态电解质）的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成；钽电解电 容器的负电极通常采用二氧化锰。由于均以电解质作为 负电极（注意和电介质区分），电解电容器因而得名。