電子技術(shù)基礎(chǔ)第二章電容

電子技術(shù)基礎(chǔ)第二章電容第1頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器電容器是一種基本電子元件，在電路中的文字符號是C。兩個相互靠近、彼此絕緣的金屬電極就構(gòu)成一個最簡單的電容。兩個電極之間的絕緣物質(zhì)稱為電容器的介質(zhì)。電容器是一種儲能元件?；竟δ苁莾Υ骐姾伞Ｔ陔娐分芯哂羞^交隔直的特性。主要用作交流耦合、隔離直流、濾波、交流或脈沖旁路、RC定時、LC諧振選頻等。第4頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器電容的作用：1）旁路：旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地電位是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。第5頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器2）去耦：去耦，又稱解耦。從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是所謂的“耦合”。第6頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器去耦電容就是起到一個“電池”的作用，滿足驅(qū)動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾，在電路中進一步減小電源與參考地之間的高頻干擾阻抗。

將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。

第7頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF等；而去耦合電容的容量一般較大，可能是10μF或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。

第8頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器3）濾波：從理論上（即假設(shè)電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1μF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯(lián)了一個小電容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高頻阻低頻。第9頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器4）儲能：儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150000μF之間的鋁電解電容器（如EPCOS公司的B43504或B43505）是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時會采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式，對于功率級超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。第10頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器分類電容器按照電容量是否可調(diào)可分為固定電容器和可變電容器兩大類。按是否有極性劃分，可分為有機性電容和無極性電容第12頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.1固定電容器1.有機介質(zhì)電容器按組成電容器的介質(zhì)材料或類別分為三種類型：第一類：以天然纖維材料為介質(zhì)的電容器紙介質(zhì)和金屬化介質(zhì)第二類：以人工合成的高分子化合物材料為介質(zhì)的電容器聚酯膜、聚乙烯等各種有機薄膜電容器優(yōu)點：工藝簡單，電容量范圍寬，工作電壓高成本低，應(yīng)用廣泛。第14頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器第三類：是以復(fù)合材料為介質(zhì)的電容器紙-膜、膜-膜復(fù)合介質(zhì)電容器等。（1）紙介質(zhì)電容器-金屬化紙介質(zhì)電容器（2）聚酯薄膜電容器金屬箔和聚酯薄膜卷繞而成金屬化聚酯薄膜優(yōu)點：電容量大工作電壓范圍寬耐熱性能好第15頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器（3）聚苯乙烯電容器優(yōu)點：絕緣電阻高，高頻損耗?。?）聚丙烯電容器（5）聚四氟乙烯電容器（6）聚碳酸脂薄膜電容器（7）聚酸亞胺薄膜電容器（8）復(fù)合薄膜電容器（9）漆膜電容器（10）碟片型金屬化聚碳酸電容器

第16頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器2.無機介質(zhì)電容器主要有瓷介質(zhì)電容器、云母電容器、玻璃及玻璃釉電容器、氣體介質(zhì)電容器、半導(dǎo)體瓷介質(zhì)電容器和其他無機電容器。（1）瓷介電容器：以陶瓷材料為介質(zhì)，并在其表面上燒滲上銀層作為電極的電容器。瓷介電容器具有優(yōu)異的電氣定能，同時材料來源豐富、價格低廉，應(yīng)用最廣泛。第17頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器瓷介電容器按介質(zhì)特性不同分為以下三類：①Ⅰ類高頻瓷介電容器，包括熱穩(wěn)定型和熱補償型，即CC型瓷介電容器。②Ⅱ低頻鐵點（強介）瓷介電容器，即DT型瓷介電容器。③Ⅲ半導(dǎo)體瓷介電容器，即CS型邊界層瓷介電容器第20頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器瓷介質(zhì)電容器按使用性能特點分為以下七類：①Ⅰ類低壓小功率高頻瓷介電容器。②Ⅱ低壓低頻瓷介電容器。③Ⅲ類半導(dǎo)體瓷介電容器④Ⅰ類高壓高功率瓷介電容器⑤中高壓瓷介電容器⑥交流瓷介電容器⑦片式瓷介電容器第21頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器瓷介電容器具有以下特點：①介電常數(shù)大。②介質(zhì)損耗角正切值小。③電容溫度系數(shù)寬。④可靠性能高、壽命長，在溫度和時間影響下老化速度較慢，電容量的剩余變化也不顯著。缺點：機械強度低、易碎、易裂第22頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器(2)云母電容器。以云母作為介質(zhì)，由金屬箔或在云母表面上噴銀構(gòu)成電極，按所需的容量疊片后經(jīng)浸漬壓塑在膠木殼內(nèi)構(gòu)成的電容器。主要特點：①介電強度高，介電常數(shù)大，損耗角正切值小，化學(xué)性能穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)小，耐熱性好，并且容易裝備，也易于做成厚薄均勻的薄片，同時具有優(yōu)良的機械性能，易裝成疊片式的電容器。②具有很小的電容溫度系數(shù)，固有電感小，適合在較高的頻率小工作③容量穩(wěn)定，精度高。④可分為高功率和低功率兩類。第23頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器（3）玻璃釉電容器優(yōu)點：抗潮性較好，在濕度較高的情況下也能正常使用，適合在半導(dǎo)體電路和小型電子儀器中的交直流電路和脈沖電路中使用。第25頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器3電解電容器電解電容器的介質(zhì)材料是經(jīng)過特殊工藝處理后生成的一層極薄的金屬氧化物膜（膜具有單向?qū)щ娦阅埽?，將此膜附在鋁、鈕、鈮金屬極板上，附著有氧化膜的金屬極片作為陽極，陰極是液體、半液體或膠狀的電解液。特點：一般的電解電容器具有極性，即正負(fù)極之分。還具有自愈性能第26頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器（1）鋁電解電容器（2）鉭電解電容器①鉭箔式電解電容器②具有燒結(jié)式陽極和液體電解質(zhì)的鉭電解電容器（S型）③具有燒結(jié)式陽極和固體電解質(zhì)的鉭電解電容器（SF型）第28頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器（3）鈮電解電容器（4）鈦電解電容器（5）鉭-鈮合金電解電容器（6）雙極性電解電容器4特種電容器（1）真空電容器（2）半導(dǎo)體電容器第29頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器2.1.2可調(diào)電容器1.微調(diào)電容器也稱半可調(diào)電容器，其容量在5··45PF之間，調(diào)整后就固定在某個電容值，多用在收音機和錄音機中的輸入調(diào)諧電路和振蕩回路中起補償作用。（1）管型微調(diào)電容器（2）筒型微調(diào)電容器（3）瓷介微調(diào)電容器第31頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器（4）云母微調(diào)電容器（5）薄膜介質(zhì)微調(diào)電容器（6）短波專用微調(diào)電容器2可調(diào)電容器（1）小型密封式聚苯乙烯薄膜可調(diào)電容器（2）空氣可調(diào)電容器第32頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器2.2電容器的標(biāo)志2.2.1電容器的型號其型號命名由四部分組成（不適合真空、可調(diào)、壓敏電容器）第一部分用C表示電容器第二部分用字母表示介質(zhì)材料第三部分用數(shù)字表示結(jié)構(gòu)類型和特征第四部分用數(shù)字表示序號第33頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器第34頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器第35頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)電容器第三部分用數(shù)字表示的意義第36頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)2.2.2電容器的標(biāo)志方法對于較大的電容器用字母和數(shù)字把電容器的型號、規(guī)格直接在電容器的外殼上標(biāo)出。某電容器的標(biāo)志CJ3-400-0.01-Ⅱ密封金屬化紙介質(zhì)電容器額定工作電壓是400V容量是0.01微法偏差是±10%第37頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的容量標(biāo)識直標(biāo)法：在電容器表面直接標(biāo)注容量值。用2～4位數(shù)字表示電容量的有效數(shù)字，再用字母表示數(shù)值的等級。還有不標(biāo)單位的情況，當(dāng)用1～4位數(shù)字標(biāo)志時，容量單位為皮法（pF）；當(dāng)用零點零幾數(shù)字表示時，單位為微法（uF）。數(shù)標(biāo)法。不標(biāo)單位，直接用數(shù)碼表示。一般用三位表示，前兩位為有效值，第三位表示10的倍乘，但當(dāng)?shù)谌挥?表示時，是表示有效數(shù)字乘上10－1。數(shù)標(biāo)法中的電容量的單位一律是pF。數(shù)標(biāo)法常在數(shù)字后標(biāo)上表示誤差的字母。第38頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的容量標(biāo)識色標(biāo)法：與電阻器色標(biāo)法相同。通常用三種顏色，沿引線方向，前兩種顏色表示有效值，第三種顏色表示10的倍乘，單位為pF。有時一二色標(biāo)為同色，就涂成一道寬的色標(biāo)。第39頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3電容器的主要特性參數(shù)電容器的主要參數(shù)有電容器的標(biāo)稱容量、偏差、額定工作電壓、電容溫度系數(shù)、絕緣電阻、能量損耗、頻率特性和固有電感等。第40頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)1.標(biāo)稱容量：容量是電容器的最基本參數(shù)，電容器的容量是指電容器兩端加上電壓后它能儲存電荷的能力。標(biāo)在電容器外殼上的電容量數(shù)值稱為電容器的標(biāo)稱容量。常見的電容器標(biāo)稱系列和電阻器基本相同。第41頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)第42頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)2.額定耐壓值：指電容接入電路后，能連續(xù)可靠地工作，不被擊穿時所能承受的最大電壓的有效值。電容器的額定耐壓通常是指直流工作電壓。使用時決不允許超過這個電壓值。一般選擇額定電壓超過工作電壓值的2～3倍第43頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)3.允許誤差：電容器的實際容量和標(biāo)稱值之間的相對誤差電容器的允許誤差等級符號表示法DFGJKMNPS級別表示法0102ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ百分?jǐn)?shù)表示法％0.5±1±2±5±10±20+20～-30＋50～－20＋100～－10第44頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)4.絕緣電阻（漏電流）電容介質(zhì)不可能絕對不導(dǎo)電，當(dāng)電容加上直流工作電壓時，總有漏電流產(chǎn)生。若漏電流太大電容器就會發(fā)熱損壞，嚴(yán)重的會使外殼爆裂，除了電解電容外，一般電容只要質(zhì)量良好，其漏電流是極小的，故用絕緣電阻表示其絕緣性能；而電解電容因漏電較大，故用漏電流表示其絕緣性能（與容量成正比）。使用時我們盡可能選擇絕緣電阻大的為好。第45頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)5.電容溫度系數(shù)電容器的容量會隨溫度的變化而變化，這種變化的大小用電容溫度系數(shù)來表示。電容溫度系數(shù)主要取決于介質(zhì)材料的溫度特性及電容器的結(jié)構(gòu)。6.能量損耗能量損耗是指電容器兩端加交流時單位時間內(nèi)電容器因發(fā)熱而消耗的能量

7.固有電感包括極片電感和引線電感第46頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)8.頻率特性電容器的頻率特性是指電容器的電參數(shù)（如電容量、損耗角正切值等）隨電場頻率特性變化而變化的特性。最高頻率小型云母電容器在250Mhz以內(nèi)園片形瓷介電容器為300Mhz以內(nèi)圓管形瓷介電容器為200Mhz以內(nèi)小型紙介電容器為80Mhz以內(nèi)以內(nèi)第47頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)第48頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的主要性能指標(biāo)第49頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4電容器在電路中的正確選用用量大、品種多2.4.1電容器失效的原因及對電路工作的影響（1）電流過負(fù)荷。（2）電壓過負(fù)荷（3）頻率的影響（4）高溫（5）壓力（6）濕度第50頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的簡單測試2.電容器失效對工作電路的影響（1）介質(zhì)漏電對電路的影響。（2）介質(zhì)吸收引起的電路失效。（3）電容量漂移對電路工作的影響。（4）電容器低電平失效對電路的影響。第51頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的簡單測試2.4.2正確選用電容器(1)選擇適當(dāng)?shù)碾娙萜餍吞栍糜诘皖l耦合、旁路去耦等電路中的電容器在電氣性能要求不高的時候，可選擇紙介電容器、電解電容器等。（2）選擇合適的電容器精度（3）綜合確定電容器的額定工作電壓（4）選擇電容器的絕緣電阻要盡可能的大。第52頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的簡單測試（5）適當(dāng)考慮電容器的頻率特性（6）適當(dāng)考慮電容器的溫度系數(shù)（7）適當(dāng)注意電容器的使用環(huán)境（8）正確選用可調(diào)電容器2.4.3使用各類電容器的其他注意事項1.有機介質(zhì)電容器的注意事項

2.無機介質(zhì)電容器的注意事項

3.使用電解電容器的注意事項第53頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的簡單測試2.5電容器的檢修與代用用模擬萬用表判別電容器的好壞。使用萬用表的R×1k或R×10k檔，將表筆接觸電容器的兩極。剛接觸時由于電容充電電流大，表頭指針應(yīng)順時針偏轉(zhuǎn)至角度最大（對于容量在0.01uF以下的小電容，即使用萬用表的最高電阻檔，充電現(xiàn)象也不明顯，應(yīng)采用專門的測試儀器進行測量），隨著充電電流減小，指針逐漸向∞方向返回，最后穩(wěn)定在∞附近，指針穩(wěn)定時的讀數(shù)為被測電容的漏電電阻值。測量時不能用手指同時觸碰電容器兩極，以免影響判別結(jié)果第54頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器的簡單測試電解電容極性判斷：電解電容有極性在使用時一定不能接反，