谈谈电容器及其应用和发展

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1、谈谈电解电容器及其应用和发展汤国平（西安电子科技大学技术物理学院050841班学号：05084009）摘要：电解电容器是固式电容器中的一种。目前我们常见的电解电容器有三大类，即铝电解电容器、铌电解电容器和钽电解电容器。一般的固定电容器是用两片同种金属材料作为极板，而电解电容器的两极板则是用不同的材料做成的。①电解电容器的工作介质是一层极薄的金属氧化膜，它生长在某种金属上，而这个生长有氧化膜的金属为电容器的阳极，它与电路的正极相接。电解电容器的阴极是电解质。电解电容器的应用十分广泛，主要用于整流滤波、音

2、频旁路、电源退耦等电路。当前电子技术无论在深度或广度上都在迅猛向前发展，电解电容器作为电子元件的重要元件之一，有举足轻重的地位。关键词：电解电容器有极性电解电容器无极性电解电容器电解电容器的应用电解电容器的发展一、引言：电解电容器与其它类型电容器相比，有许多显著的区别。电解电容器的工作介质很薄（一般可在10-2～10-3微米），而且极板面积可以扩大，所以其比率电容较其它电容器大，在工作电压低时尤为突出。由于电解电容器的比率电容大，目前只有它能提供最大的额定电容量。②电解电容器有极性，使用时必须将其阳极

3、接电源正极，其阴极接电源负极，否则会造成漏电流大，致使电容器损坏。电解电容器的绝缘质量差。电解电容器以其体积小和电容量大，在电子线路中占有重要的地位，但也要承认，它的漏电流较大和容量稳定性较差，也使它在应用中受到一定限制。小尺寸、大容量、长寿命、耐高温、低等效串联电阻等仍是电解电容器的发展方向。二、电解电容器的结构特点和性能分析1、对于电解电容，以下是衡量品质的几个主要指标。③电压：直流额定耐压值。峰值电压：能承受的直流电压尖峰值。容量：电解电容的电容量。偏差：容量的正负偏差值。漏流：在额定耐压下的漏

4、电流值。纹波电流：一定温度下（比如40℃）时120Hz频率下的允许纹波电流，等效为电解电容的内阻。寿命：在一定温度下（比如85℃）电容不失效的工作时间。温度：工作温度范围（比如-55～+105℃）。2、电解电容器按照引脚有无极性划分为两种，一是无极性电解电容，二是有极性电解电容。按照材料划分，则有铝电解电容、钽电解电容、铌电解电容。在无极性电解电容中，按照用途划分，又有分频电容、S校正电容、普通无极性电解电容。④⑴有极性电解电容器的结构如图1所示。图a是电解电容外壳结构示意图，图b是功能结构示意图。图

5、1有极性电解电容结构示意图a)内部结构b)功能结构如图a所示，这是一个铝电解电容，分别用两层铝箔作为电容器的正负极板，在这正负极板上分别引出正负极性的引脚，在铝箔之间用电解纸隔开，然后将整个铝箔紧紧地卷绕起来，浸渍工作电解质（大多数为糊状液体），再用外壳密封起来。如图b所示，这种电解电容的介质就是氧化膜，它类似PN结，具有单向导电性。当电解电容的正极引脚接高电位，负极引脚接地电位时，氧化膜处于阻流状态，正负极板之间电流很小，电解电容正常工作。当负极接高电位、正极接低电位时，氧化膜处于通流状态，像PN结

6、正向导通一样，两极板之间电流很大，将失去电容器的作用。请注意，严重时还会发生爆炸。⑵无极性电解电容结构电解电容具有体积小、电容量大、成本低的优点，但由于它的两根引脚有正负极性之分，使它的使用范围受到了限制，而无极性电容可克服这一不足。无极性电解电容又称双极性电解电容，图2是它的功能结构示意图。图2无极性电解电容的功能结构示意图从图中可以看出，这种电解电容有两个氧化膜，且两个氧化膜一个为nip，另一个为pin，这样无论正极1还是负极2加有高电位，另一个引脚加有低电位时，两个氧化膜始终是一个处于通流状态，

7、另一个处于阻流状态，使两极板之间无大电流流过。由于采用了双氧化膜结构，使电解电容的引脚变成了无极性，同时又保留了电解电容的一些优点。3、电解电容器与其他类型电容器相比有明显的不同，大致有三点：⑴电解电容器的工作介质是在一些金属（如铝、钽、铌之类）表面所生成都一层极薄的金属氧化膜，此层氧化膜介质完全与组成电容器的电极一端结合成一个整体，不能单独存在。而我们通常所认识的电容器介质则是由一种独立制造的绝缘材料（如电容器纸、有机薄膜、云母片和陶瓷片等）所构成，且需另加电极。⑵电解电容器中生成氧化膜介质的金属是

8、电容器的一个电极称为阳极，在极性电解电容器中是接入电路中应用时的正极。电容器的另一极并非金属，而是所谓的“电解质”，它也可以为液体，也可是糊状、凝胶或者是固体，这是使电容器获得极高的工作电场强度以及保持产品工作可靠的必要条件，这一极称为电容器的阴极。⑶为了使阴极能与外界电路相连接，又另以一金属与电解质相接触，这是电容器接入电路时的负极，仅起引出阴极的作用。4、电解电容器的主要特性有以下两点：一是漏电比较大，即漏电阻较小；二是大容量的电解电容高频特性不好。