电容基础知识

一.电容简介
-1.2.电容的主要参数
-1.3.电容的符号
二.电容分类
-2.1.按介质分类
-2.2.按封装形式与引线方式分类
-2.3.按用途分类
三.常用电容
-3.1.滤波电容
-3.2.退耦电容
-3.3.耦合电容
-3.4.旁路电容
-3.5.高频消振电容
-3.6.谐振电容
-3.7.中和电容
-3.8.定时电容
-3.9.积分电容
-3.10.微分电容
-3.11.补偿电容
-3.12.自举电容
-3.13.分频电容
五.电容的选型
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# 电容基础知识

## 一.电容简介<a name="电容简介"></a>

电容（Capacitor）就是“储存电荷的容器”。电容中的导电极称为电容的电极（Electrode）。绝缘物质称为电介质（Dielectric），简称介质。

尽管电容品类繁多，但是它们的基本结构和原理是相同的，即是将两平行导电极板隔以绝缘物质而具有存储电荷能力的器材。电容结构如下图。

![](images4compo/2024-04-02-17-46-29-image.png)

图1-1 电容结构

电容（Capacitor，通常用“C”表示），电容的单位是法拉（farad），简称F。由于法拉是一个巨大的单位，在实际电路中更加常用的电容单位是皮法（pF）、纳法（nF）与微法（uF）。

### 1.1.电容的主要参数<a name="电容的主要参数"></a>

电容的主要参数包括电容量、电压、容差与温度系数等。

- 电容量，电容器的电容量（capacitance）由测量交流容量时所呈现的阻抗决定的。测量的条件需要稳定（如频率、温度、电压等条件）。

- 电压，额定电压（rated voltage）、浪涌电压（surge voltage）、瞬时过压（transient voltage）、介电强度（dielectric strength）、试验电压（test voltage），以上参数不是每种电容都有的，不同的电容需要对应不同的电压参数。

- 电容量的容差，电容器在制造过程中不可能确保每个电容器的电容量都与设计值（或标称值）完全一致，总是存在一定的偏差，即电容器电容量的容差（tolerance），俗称电容量的误差，就是我们常说的精度。

- 损耗因数，由于漏电流、介质吸收、等效串联电阻等原因产生的损耗，它与工作频率有关系。其中介质吸收，只要足够低，其造成的介电系数的变化通常可以忽略。这和频率有很大关系。

- 等效串联电阻，电容器电极到引出端的电阻（ESR）。由经验总结如下：箔式电容器的ESR比金属化电容器的ESR小，双金属化和加重金属化电容器的ESR比一般金属化电容器的ESR小，平面电极板电容器的ESR比粗糙电极板电容器的ESR小，等等。

- 温度系数，温度系数（temperature characteristics）是电容量随温度变化的程度。

- 漏电流，电容器的漏电流（leakage current）主要是介质的绝缘电阻不是无限大和介质存在的缺陷（杂质）而产生的。

- 寿命，多数电容器在理论上没有寿命（life test）的问题，只有液态介质（电极）或介质在施加电压后出现介电系数下降才出现的寿命问题。最明显的是铝电解电容器。

### 1.2.电容的符号<a name="电容的符号"></a>

在电路图中，使用一些电容符号来表示各种电容，如图1-2至图1-4所示。

![](images4compo/2024-04-02-21-08-38-image.png)

图1-2 无极性电容

![](images4compo/2024-04-02-21-09-21-image.png)

图1-3 有极性电容

![](images4compo/2024-04-02-21-09-52-image.png)

图1-4 可调电容

## 二.电容分类<a name="电容分类"></a>

根据不同的分类方法，电容有多种不同的分类。

### 2.1.按介质分类<a name="按介质分类"></a>

按介质分类，电阻可以分为真空电容、空气介质电容、云母电容、纸介电容、有机膜电容、复合膜电容、陶瓷介质电容、电解质电容、铁电体电容与双电层电阻（超级电阻）。

### 2.2.按封装形式与引线方式分类<a name="按封装形式与引线方式分类"></a>

按封装形式与引线方式分类，电容可以分为贴片电容、轴向引线电容、同向引线电容、双列直插电容、插脚式电容、螺栓电容、穿心电容与可变电容。

### 2.4.按用途分类<a name="按用途分类"></a>

按用途分类，电容可以分为电力电容、脉冲电容、高压电容、感应加热电容、高频电容、高频功率电容、滤波电容、旁路电容、耦合电容、启动电容、裂相电容、谐振电容、储能电容、缓冲电容等。

## 三.常用电容<a name="常用电容"></a>

### 3.1.滤波电容<a name="滤波电容"></a>

用在滤波电路中的电容器称为滤波电容。在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除或者削弱。

### 3.2.退耦电容<a name="退耦电容"></a>

用在退耦电路中的电容器称为退耦电容（也叫去耦电容）。比如在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。

### 3.3.耦合电容<a name="耦合电容"></a>

用在耦合电路中的电容器称为耦合电容。在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流的作用。

### 3.4.旁路电容<a name="旁路电容"></a>

用在旁路电路中的电容器称为旁路电容。电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号，可以使用旁路电容电路。根据所去掉信号频率不同，有全频域（所有交流信号）旁路电容电路和高频旁路电容电路。

### 3.5.高频消振电容<a name="高频消振电容"></a>

用在高频消振电路中的电容器称为高频消振电容。在音频负反馈放大器中，为了消振可能出现的高频自激，采用这种电容电路，以消除放大器可能出现的高频啸叫。

### 3.6.谐振电容<a name="谐振电容"></a>

用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容。LC并联和串联谐振电路中都需要这种电容电路。

### 3.7.中和电容<a name="中和电容"></a>

用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音高频和中频放大器、电视机高频放大器中，采用这种中和电容电路，以消除自激。

### 3.8.定时电容<a name="定时电容"></a>

用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路，电容起控制时间常数大小的作用。

### 3.9.积分电容<a name="积分电容"></a>

用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电视频场扫描的同步分离级电路中，采用这种积分电容电路，以从行场复合同步信号中取出场同步信号。

### 3.10.微分电容<a name="微分电容"></a>

用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号，采用这种微分电容电路，以从各类（主要是矩形脉冲）信号中得到尖顶脉冲出发信号。

### 3.11.补偿电容<a name="补偿电容"></a>

用在补偿电路中的电容器称为补偿电容。在卡座的放音低频补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号。此外，还有高频补偿电容电路等。

### 3.12.自举电容<a name="自举电容"></a>

用在自举电路中的电容器称为自举电容。常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路，以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。

### 3.13.分频电容<a name="分频电容"></a>

用在分频电路中的电容称为分频电容。在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。

## 四.电容的选型<a name="电容的选型"></a>

在实际工作中选型电容的时候，通常按照以下步骤：

1. 根据电路中电容的用途选择电容种类，常见的电容用途请见本文章节三。

2. 根据电路原理计算所需要电容的电容量与容差，通常滤波电容、旁路电容等使用%20容差的电容即可满足要求，而定时电容、积分电容等需要使用%5容差电容才能满足要求。

3. 根据电路原理计算所需要电容的电压，包括额定电压与浪涌电压，通常电容的额定电压必须大于实际承受电压。

4. 根据电路对温度稳定性的要求，选择温度系数在对应范围内的电容。

5. 根据电路使用寿命的要求，选择寿命在相应要求以上的电容，电容的使用寿命与环境温度紧密相关，通常环境温度越高电容的使用寿命越短。