電容器的基本模型是一種中間被介質材料隔開的雙層導體電極所構成的單片器件。它是以貯存電能和提供容量為主要特征的電子元件,同時還具有能順利通過交流電而不讓直流電通過的性質。
電容器可以在電路中能發揮藕合、旁路、諧振、貯能、濾波、隔直流等作用,廣泛應用于電子設備、儀器、和家用電器類產品中:計算機、雷達、激光、測量儀器、通訊(電話、手機)、視頻產品(音響、功率放大器、電視、收錄機、DVD)等傳統及新型數字化消費類整機產品。
電容器的幾個重要參數
1、電容量(C:capacitance)
電容器的基本特性是能夠儲存電荷,儲存電荷量(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
f:為換算因子 f=113.1(尺寸用mm表示時) f=4.452(尺寸用inch表示時)
T:為電容厚度
C:為皮法(微微法)
介電常數(k)值:它取決于電容器中填充介質的陶瓷材料。電容器使用的環境 溫度、工作電壓和頻率以及工作的時間(長期工作的穩定性)等對不同的介質會有不同的影響。通常介電常數(k)值越大,穩定性,可靠性和耐用性能越差。目前最常用的陶瓷電容器介質有三個類型:COG或NPO,K值為10-100;X7R是較穩定的材料,K值為2000-4000;Y5V或Z5U為一般用途的材料,K值5000-25000。在我國的標準里分為I類陶瓷及II類陶 瓷兩種。上述材料中COG或NPO為超穩定材料。在-55℃~+125℃范圍內電容器的容量變化不超過±30ppm/℃。
2、損耗角正切值
損耗(DF)在電場的作用下,電容器在單位時間內發熱而消耗的熱量,這些損耗主要來自介質損耗和金屬損耗,通常用損耗角正切值來表示。電容器的損耗是電容器一個非常重要的指標,是衡量電容器品質的重要標志。
損耗最為標準的寫法,使用百分率的寫法。
例如:COG類<10*10-4,X7R類<250*10-4,Y5V類<500*10-4。
在高頻應用時,常用損耗角正切值的倒數,稱為“Q值”
3、絕緣電阻
絕緣電阻:用來表明漏電流大小的,其測量值與電容量測定值成反比。
其中,物理量表示為Ri,英文縮寫為IR。
工業標準中絕緣電阻最小值是由產品絕緣電阻(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,也可寫為時間常數(S)。
4、額電壓和耐電壓
額定電壓UR 定義為可以連續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材料的抗電強度以及電容器的結構,主要是介質厚度。耐 電壓的測試標準為2.5倍額定電壓UR
抗電強度是介質材料所能承受的最大電場強度,而不發生電擊穿的能力的測定值,通常用伏特/mil(0.001英寸)或千伏/mm表示。因此,測量電容器的擊穿電壓可直接評估器件性能,也能間接反映介質材料的抗電強度。
還有幾個值得關注的參數:TCC:溫度容量特性;ESR:等效串聯電阻;ESL:等效串聯電感;Q值:是DF、ESR、ESL的綜合,在高頻電路中加倍關注。在這不一一累述。
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