2.1 普通电容的基本常识
2.1.1 电容的国标型号规定
电容器的型号命名一般由四部分组成,其组成图如图2-1所示,各部分的主要含义如表2-1所示。
图2-1 电容器型号命名组成图
表2-1 电容型号命名法
示例:
①CD-14:铝电解电容(箔式),序号为14。
②CC1-4:圆片形瓷介电容,序号为4。
③CZJX:纸介金属膜电容,序号为X。
2.1.2 电容的主要技术参数
(1)耐压
电容的耐压指在允许环境温度范围内,电容长期安全工作所能承受的最大电压有效值。常用固定式电容的直流工作电压系列为6.3V、10V、16V、25V、40V、63V、100V、160V、250V、400V、500V、630V、1000V。
(2)允许误差等级
电容的允许误差等级是电容的标称容量与实际电容量的最大允许偏差范围。电容允许误差等级常见有七个,如表2-2所示。
表2-2 电容允许误差等级
电容常用字母代表误差。
B——±0.1%;C——±0.25%;D——±0.5%;F——±1%;G——±2%;J——±5%;K——±10%;M——±20%;N——±30%;Z——+80%~-20%。
(3)标称电容量
标称电容量指标注于电容上的名义电容量。固定式电容器标称容量系列和允许误差如表2-3所示。国际单位为法,它与电容的其他关系如下。
1F=103mF=106μF=109nF=1012pF
表2-3 固定式电容器标称容量系列和允许误差
注:标称电容量为表中数值或表中数值再乘以10n,其中n为正整数或负整数,单位为pF。
此外,电容还有温度系数、绝缘电阻、损耗、频率特性等技术参数。
2.1.3 电容的分类及识别
电容的分类如图2-2所示。
图2-2 电容的分类
(1)铝电解电容
铝电解电容是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理,使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大,但是漏电大,稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频电路中。铝电解电容外形及符号如图2-3所示。
图2-3 铝电解电容外形及符号
(2)钽电解电容
钽电解电容的性能优异,是所有电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品。钽电容器外形多种多样,并容易制成适于表面贴装的小型和片型元件。目前生产的钽电解电容器主要有烧结型固体、箔型卷绕固体、烧结型液体等三种,其中烧结型固体约占目前生产总量的95%以上,而又以非金属密封型的树脂封装式为主体。
固体钽电容器电性能优良,工作温度范围宽,而且形式多样,体积效率优异。钽电解电容外形及符号如图2-4所示。
图2-4 钽电解电容外形及符号
(3)瓷片电容
瓷片电容是一种用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。通常用于高稳定振荡回路中,作为回路、旁路电容器及垫整电容器。
瓷片电容分高频瓷介和低频瓷介两种。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,作为回路电容器及垫整电容器。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(包括高频在内)。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。优点:稳定,绝缘性好,耐高压;缺点:容量比较小。瓷片电容外形及符号如图2-5所示。
图2-5 瓷片电容外形及符号
(4)金属化薄膜电容
薄膜电容是以金属箔当电极,将其和聚乙酯,聚丙烯,聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜,从两端重叠后,卷绕成圆筒状的构造之电容器。而依塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙酯电容(又称Mylar电容)、聚丙烯电容(又称PP电容)、聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸电容。
金属化薄膜电容主要特性如下:无极性,绝缘阻抗很高,频率特性优异(频率响应宽广),而且介质损失很小。基于以上的优点,所以薄膜电容器被大量使用在模拟电路上。尤其是在信号交连的部分,必须使用频率特性良好,介质损失极低的电容器,方能确保信号在传送时,不致有太大的失真情形发生。金属化薄膜电容外形如图2-6所示。
图2-6 金属化薄膜电容外形
(5)涤纶电容
用两片金属箔做电极,夹在极薄绝缘介质中,卷成圆柱形或者扁柱形芯子,介质是涤纶。涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好。优点:薄膜电容的精度、损耗角、绝缘电阻、温度特性、可靠性及适应环境等指标都优于电解电容,瓷片电容两种电容。缺点:容量价格比及容量体积比都大于以上两种电容。用途:在各种直流或中低频脉动电路中使用,适宜作为旁路电容使用。涤纶电容外形如图2-7所示。
图2-7 涤纶电容外形
(6)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。云母电容外形如图2-8所示。
图2-8 云母电容外形
(7)可变电容
它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中。可变电容外形及符号如图2-9所示。
图2-9 可变电容外形及符号
普通贴片电容的两端一般是银白色,中间为褐色,如图2-10所示。贴片电容多为灰色、黄色、青灰色(电解电容也有用红色的),见得多的就是比纸板箱浅一点的黄色,有的贴片电容上面没有印字,主要是因为其经过高温烧结而成,无法在它表面印字(而贴片电阻是丝印而成,有一定的印刷标记)。
图2-10 普通贴片电容
有极性电容一般为铝电解电容和钽电解电容,极性的识别较为重要,其识别方法如下。
通孔式有极性电容引线较长的为正极,若引线无法判别则根据标记判别,铝电解电容标记负号一边的引线为负极,钽电解电容正极引线有标记,其示意图如图2-11所示。
图2-11 通孔式有极性电容的极性
钽贴片电容一般是黄色方形的,贴片式有极性钽电解电容的顶面有一条黑色线或白色线,是正极性标记,顶面上还有电容容量代码和耐压值,其外形结构如图2-12所示。
图2-12 钽贴片有极性电容的识别
贴片式有极性铝电解电容的顶面有一黑色标志,是负极性标记,顶面还有电容容量和耐压。铝贴片电容一般是圆形银白色的。铝贴片电解电容外形结构如图2-13所示。
图2-13 铝贴片电解电容外形结构
2.1.4 电容的图形符号与标号
在电路原理图中电容用字母“C”表示,常用电容在电路原理图中的符号如图2-14所示。
图2-14 电容的符号
在电路原理图和印制电路板图中,电容的标号形式与电阻相类似,电容的标号如图2-15所示。
图2-15 电容在电路原理图和印制电路板图中的标号
2.1.5 电容参数的几种常用表示方法
(1)直标法
直标法是将电容的标称容量、耐压及偏差直接标在电容体上。例如:4700μF/25V、(0.22±10%)μF、220MFD(220±0.5%)μF。若是零点零几,常把整数位的“0”省去,如.01μF表示0.01μF。常见的电容直标法如图2-16所示。
图2-16 常见的电容直标法电容
(2)数字表示法
数字表示法是只标数字不标单位的直接表示法。采用此种方法仅限于单位为pF和μF两种,一般无极性电容默认单位为pF,电解电容默认单位为μF。如电容体上标注“3”、“47”、“5100”、“0.01”分别表示3pF、47pF、5100pF、0.01μF;电解电容如标注“1”、“47”、“220”则分别表示1μF、47μF和220μF。常见电容数字表示法如图2-17所示。
图2-17 常见电容数字表示法
(3)数码表示法
数码表示法一般用三位数字来表示容量的大小,单位为pF。其中前两位为有效数字,后一位表示倍率,即乘以10i,i为第三位数字,若第三位数字9,则乘10-1。如:223J代表22×103pF=22000pF=0.22μF,允许误差为±5%;又如:479k代表47×10-1pF,允许误差为±5%的电容。这种表示方法瓷片电容最为常见。常见电容数码表示法如图2-18所示。
图2-18 常见电容数码表示法
(4)色码表示法
色码表示法与电阻器的色环表示法类似,颜色涂于电容器的一端或从顶端向引线排列。色码一般只有三种颜色,前两环为有效数字,第三环为位率,容量单位为pF。有时色环较宽,如:红红橙,两个红色环涂成一个宽的,表示22000pF。常见电容色码表示法如图2-19所示。
图2-19 常见电容色码表示法
(5)字母数字混合表示法
字母数字混合表示法用2~4位数字和一个字母表示标称容量,其中数字表示有效数值,字母表示数值的单位。字母有时既表示单位也表示小数点。如:
47n=47×10-3μF=0.047μF;
3μ3=3.3μF;
2p2=2.2pF;
5n9=5.9nF=5900pF。
常见电容字母数字混合表示法如图2-20所示。
图2-20 常见电容字母数字混合表示法