三、电容器

电容器简称为电容，是一种能储存电荷的容器，由于电荷的储存意味着能的储存，因此也可说电容器是一个储能元器件，确切地说是储存电能。它是组成电子电路的主要元件，在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。电容的符号是C，在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，其他单位还有：毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）。由于单位F的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。它们之间的换算关系是：1F=1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。以下分别介绍几种常见电容器的功能简介如下。

1.铝电解电容器

铝电解电容器（如图1-12所示）采用铝箔做正极，正极表面生成的氧化铝为介质，电解质为负极。铝电解电容器制造时是将电解质吸附在吸水性好、拉力强的衬垫上，另外再加一层铝箔作为负极引线，然后与正极铝箔一起卷绕起来放入铝壳或塑料壳中封装。铝电解电容器的特点是容量大，但漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时正负极不能接反。

2.钽电容器

钽电容器全称是钽电解电容器，是电解电容器中的一类，是用金属钽作电极、氧化钽作介质的电容器。钽电容器的外壳上都有CA标记，其容量为0.47～1000μF，额定耐压主要有6.3V、10V、16V、63V几种。钽电容器是一种用金属钽（Ta）作为阳极材料而制成的，按阳极结构的不同可分为箔式和钽烧粉结式两种，在钽粉烧结式钽电容中，因工作电解质不同，又分为固体电解质的钽电容和非固体电解质的钽电容。

钽电容器在电路中的符号与其他电解电容器符号是一样，但它的外形多种多样（如图1-13所示），并容易制成适于表面贴装的小型和片型元件。无极性小容量贴片电容，多用于小信号电路（供电压一般低于15V），作用为滤波、抑制振铃等；有极性贴片电容器多用于电源滤波，耐压多为63V。

钽电容器具有化学稳定性高、额定耐压高、耐高温性能好、机械强度高及体积小等特点，适应于低频电路和时间常数电路，广泛应用于通信、航天和军事工业、海底电缆和高级电子装置、民用电器、电视机等多方面。

3.薄膜电容器

薄膜电容器由于介质损失小、体积小、容量大、稳定性较好、无极性、绝缘阻抗高、频率响应宽广等很多优良的特性，大量使用在模拟电路中。薄膜电容器又分为聚苯乙烯电容器和聚丙烯电容器（见图1-14）。聚苯乙烯电容器的符号为CB、电容量为10pF～1μF、额定电压为100V～30kV，其主要特点是稳定、低损耗、体积较大，应用在对稳定性和损耗要求较高的电路。聚丙烯电容符号为CBB、电容量为1000pF～10μF、额定电压为63～2000V，其主要特点是性能与聚苯相似但体积小、稳定性略差，应用是代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路。

4.陶瓷电容器

陶瓷电容器就是用陶瓷（用钛酸钡、钛酸锶等高介电常数的陶瓷材料）作为电介质，在陶瓷基体的两面喷涂银层，然后经低温烧成银质薄膜做极板制成。它的外形以片式居多，也有管形、圆片形等形状，其外形如图1-15所示。

陶瓷电容器又分高频瓷介和低频瓷介两种。高频瓷介电容器（CC）的特点是体积小、损耗低，电容对频率、温度稳定性都较高，常用于要求损耗小，电容量稳定的场合，并常在高频电路中用作调谐、振荡回路电容器和温度补偿电容器；高频瓷介电容的容量在零点几皮法至几百皮法之间，耐压常见的有160V、250V、500V几种，误差常见有±2%、±5%、±10%、±20%几种。低频瓷介电容器（CT）的特点是体积小、损耗大，电容对频率、温度稳定性都较差，用在对稳定性和损耗要求不高的场合或工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，它易被脉冲电压击穿，故不能使用在脉冲电路中；其容量在几百皮法到几十微法之间，额定直流工作电压常见有0.5kV、1kV、2kV、5kV等几种。

5.独石电容器

独石电容器也是瓷介电容器的一种，它的制造工艺与一般瓷介电容器的不同，是采用若干片厚度为微米级厚的陶瓷膜预先印制上电极，然后叠放起来烧结而成，外形具有独石状，它相当于若干小陶瓷电容器并联，由于每片陶瓷膜很薄，所以其体积比比一般瓷介电容器要大很多。其容量从零点几皮法到10μF。独石电容的型号以CC4和CT4标识，其中4表示独石的意思。独石电容器的特点是电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等，广泛用于电子整机中的振荡、高频滤波和电源退耦、旁路电路中等设备中。

通常把引线式独石电容器称为独石电容器，贴片式陶瓷独石电容器称为贴片电容器（常见的贴片电容器MLCC，即片式多层陶瓷电容器，也是独石电容器），如图1-16所示。独石电容器根据所使用的材料，可分为三类，一类为温度补偿类，二类为高介电常数类，三类为半导体类。引线式独式电容又可分为径向独石陶瓷电容和轴向独石陶瓷电容。

6.云母电容器

所谓云母电容器（图1-17）就是以天然云母作为电容器的中间介质的电容，其制作方法是：用金属箔或者在云母片上喷涂银层作电极板，极板和云母片一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中。

由于云母具有介电强度高、介电常数大、损耗小、化学稳定性高、耐热性好，且易于剥离成厚度均匀的薄片等优异性能，故云母电容器是其他电容器不能代替的。其特点是损耗小，频率稳定性好，高频特性好；耐高温，温度系数小；电容量精度高，广泛应用于对电容器的稳定性和可靠性要求高的场合，如电子、电力和通信设备的仪器仪表中，而且还用于对稳定性和可靠性要求很高的航天、航空、航海、火箭、卫星、军用电子装备以及石油勘探设备中。云母电容器的容量一般较小（几皮法到几十纳法），体积相对较大。

7.纸介电容器

纸介电容器（如图1-18所示）就是以纸作为介质的电容器，由两片金属箔作电极和一层夹在金属箔中间的极薄绝缘蜡纸卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成的。纸介电容器有密封和半密封两种结构，绕法有有感和无感两种。有感式的芯子实际上是一个有很多圈数的带状线圈，因此电感较大。无感式是将电极箔分别向纸的两边错开，使箔带的侧边伸出纸带外边，卷绕成圆柱形芯子后焊上引线。这样就使电极箔各圈间相互短接，所以电感很小。

纸介电容器的特点是电容量和工作电压范围很宽，工艺简单，成本低，但电容量的精度不易控制，损耗较大，温度频率特性稳定性较差。由于纸介电容器的电感量大，只适用于低频电路，不适合在高频电路使用。金属化纸介电容器的结构和纸介电容器的基本相同，它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。

8.微调电容器

电容量可在某一小范围内调整，并可在调整后固定于某个电容值的电容器称为微调电容器，又称半可调电容器，调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。如图1-19所示为半可调电容器的外形图。半可变电容器一般没有柄，只能用螺钉旋具调节，用在不需要经常调节的地方。它在各种调谐及振荡电路中作为补偿电容器或校正电容器。

9.可变电容器

可变电容器是一种电容量可以在一定范围内调节的电容器，通过改变极片间相对的有效面积或片间距离就可以改变电容量。可变电容器一般由相互绝缘的两组极片组成：固定不动的一组极片称为定片，可动的一组极片称为动片。几只可变电容器的动片组可合装在同一个转轴上，组成同轴可变的（俗称双联、三联等）电容器。可变电容器都有一个长柄，可装上拉线或拨盘调节，其外形如图1-20所示。可变电容器通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。