電容器的基本模型是一種中間被介質(zhì)材料隔開(kāi)的雙層導(dǎo)體電極所構(gòu)成的單片器件。它是以貯存電能和提供容量為主要特征的電子元件,同時(shí)還具有能順利通過(guò)交流電而不讓直流電通過(guò)的性質(zhì)。
電容器可以在電路中能發(fā)揮藕合、旁路、諧振、貯能、濾波、隔直流等作用,廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、儀器、和家用電器類產(chǎn)品中:計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、激光、測(cè)量?jī)x器、通訊(電話、手機(jī))、視頻產(chǎn)品(音響、功率放大器、電視、收錄機(jī)、DVD)等傳統(tǒng)及新型數(shù)字化消費(fèi)類整機(jī)產(chǎn)品。
電容器的幾個(gè)重要參數(shù)
1、電容量(C:capacitance)
電容器的基本特性是能夠儲(chǔ)存電荷,儲(chǔ)存電荷量(Q)與電容量(C)和外加電壓(V)成正比。
即:Q=CV
電容量的單位:1法拉=103毫法=106微法=109納法(毫微法)=1012皮法=1015飛法
影響電容量的因素:C=KA/ft (A:L*W)
其中,k:為介電常數(shù)
f:為換算因子 f=113.1(尺寸用mm表示時(shí)) f=4.452(尺寸用inch表示時(shí))
T:為電容厚度
C:為皮法(微微法)
介電常數(shù)(k)值:它取決于電容器中填充介質(zhì)的陶瓷材料。電容器使用的環(huán)境 溫度、工作電壓和頻率以及工作的時(shí)間(長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性)等對(duì)不同的介質(zhì)會(huì)有不同的影響。通常介電常數(shù)(k)值越大,穩(wěn)定性,可靠性和耐用性能越差。目前最常用的陶瓷電容器介質(zhì)有三個(gè)類型:COG或NPO,K值為10-100;X7R是較穩(wěn)定的材料,K值為2000-4000;Y5V或Z5U為一般用途的材料,K值5000-25000。在我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)里分為I類陶瓷及II類陶 瓷兩種。上述材料中COG或NPO為超穩(wěn)定材料。在-55℃~+125℃范圍內(nèi)電容器的容量變化不超過(guò)±30ppm/℃。
2、損耗角正切值
損耗(DF)在電場(chǎng)的作用下,電容器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱而消耗的熱量,這些損耗主要來(lái)自介質(zhì)損耗和金屬損耗,通常用損耗角正切值來(lái)表示。電容器的損耗是電容器一個(gè)非常重要的指標(biāo),是衡量電容器品質(zhì)的重要標(biāo)志。
損耗最為標(biāo)準(zhǔn)的寫(xiě)法,使用百分率的寫(xiě)法。
例如:COG類<10*10-4,X7R類<250*10-4,Y5V類<500*10-4。
在高頻應(yīng)用時(shí),常用損耗角正切值的倒數(shù),稱為“Q值”
3、絕緣電阻
絕緣電阻:用來(lái)表明漏電流大小的,其測(cè)量值與電容量測(cè)定值成反比。
其中,物理量表示為Ri,英文縮寫(xiě)為IR。
工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中絕緣電阻最小值是由產(chǎn)品絕緣電阻(Ri)和容量(C)的乘積所決定的,單位為歐姆-法拉,又可表示為兆歐-微法,也可寫(xiě)為時(shí)間常數(shù)(S)。
4、額電壓和耐電壓
額定電壓UR 定義為可以連續(xù)施加在電容器上的最大直流電壓或脈沖電壓的峰值。
電容器的耐電壓取決于介質(zhì)材料的抗電強(qiáng)度以及電容器的結(jié)構(gòu),主要是介質(zhì)厚度。耐 電壓的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為2.5倍額定電壓UR
抗電強(qiáng)度是介質(zhì)材料所能承受的最大電場(chǎng)強(qiáng)度,而不發(fā)生電擊穿的能力的測(cè)定值,通常用伏特/mil(0.001英寸)或千伏/mm表示。因此,測(cè)量電容器的擊穿電壓可直接評(píng)估器件性能,也能間接反映介質(zhì)材料的抗電強(qiáng)度。
還有幾個(gè)值得關(guān)注的參數(shù):TCC:溫度容量特性;ESR:等效串聯(lián)電阻;ESL:等效串聯(lián)電感;Q值:是DF、ESR、ESL的綜合,在高頻電路中加倍關(guān)注。在這不一一累述。
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