电容器作用与电容(问答)

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1、电容器的寄生作用与杂散电容电容器的寄生作用问：我想知道如何为具体的应用选择合适的电容器，但我乂不清楚许多不同种类的电容器有哪些优点和缺点？答：为具体的应用选择合适类型的电容器实际上并不困难。一般來说，按应用分类，大多数电容器通常分为以下四种类型（见图14.1）：交流耦合

2、和采样保持电路（捕获和储存电荷）尽管流行的电容器有十几种，包括聚脂电容器、薄膜电容器、陶瓷电容器、电解电容器，但是对某一具体应用來说，最合适的电容器通常只有一•两种，因为英它类型的电容器，耍么有的性能明显不完善，要么有的对系统性能有“寄生作用”，所以不采用它们。问：你谈到的“寄生作用”是怎么冋事？答：与“理想”电容器不同,“实际”电容器用附加的“寄生”元件或“非理想”性能来表征，其表现形式为电阻元件和电感元件，非线性和介电存储性能。“实际”电容器模型如图14.2所示。山于这些寄生元件决定的电容器的特性，通

3、常在电容器生产厂家的产品说明中都冇详细说明。在每项应用中了解这些寄牛作用，将令助于你选择合适类型的电容器。问:那么表征非理想电容器性能的最重要的参数有哪些?答：最重要的参数冇四种：电容器泄漏电阻RL（等效并联电阻EPR）、等效出联电阻（ESR）、等效串联电感（ESL）和介电存储（吸收）。电容器泄漏电阻，RP：在交流耦合应用、存储应用（例如模拟积分器和釆样保持器）以及出电容器用于高阻抗电路时，RP是一项重要参数，电容器的泄漏模型如图14.3所示。ciV何IDEALMODEL（t»LEAKAGEMODEL（叮

4、埋想模型5）泄潮模型图14.3电容器的泄漏模型理想电容器中的电荷应该只随外部电流变化。然而实际电容器中的RP使电荷以RC时间常数决定的速率缓慢泄漏。电解电容器（铉电容器和铝电容器）的容量很大，由于其隔离电阻低，所以漏电流非常人（典型值5〜20nA/pF）,因此它不适合用寸:存储和耦合。最适合用于交流耦合及电荷存储的电容器是聚四氟乙烯电容器和其它聚脂型（聚丙烯、聚苯乙烯等）电容器。等效冷联电阻（ESR）,RESR:电容器的等效吊联电阻是山电容器的引脚电阳与电容器两个极板的等效电阻相吊联构成的。当有大的交流电

5、流通过电容器，RESR使电容器消耗能量（从而产生损耗）。这对射频电路和载有高波纹电流的电源公耦电容器会造成严重后果。但对精密高阻抗、小信号模拟电路不会有很人的影响。RESR最低的电容器是云母电容器和薄膜电容器。等效爪联电感（ESL）,LESL:电容器的等效小联电感是山电容器的引脚电感与电容器两个极板的等效电感串联构成的。像RESR一样丄ESL在射频或高频工作环境下也会出现严重问题,虽然粘密电路本身在直流或低频条件下正常工作。英原因是用子粘密模拟电路屮的晶体管在过漩频率（transitionfrequenc

6、ies）扩展到儿百兆赫或儿吉赫的情况下，仍具有」兽益，可以放大电感值很低的谐振信号。这就是在高频情况下对这种电路的电源端要进行适当去耦的主要原因。电解电容器、纸介电容器和塑料薄膜电容器不适合用于高频去耦。这些电容器基木上是由多层塑料或纸介质把两张金属箔隔开然后卷成-个卷筒制成的。这种结构的电容具有相当人的自感，而且当频率只要超过几兆赫时主耍起电感的作用。对于高频去耦更合适的选择应该是单片陶瓷电容器，因为它们具冇很低的等效串联电感。单片陶瓷电容器是由多层夹层金属薄膜和陶瓷薄膜构成的，而且这些多层薄膜是按照母

7、线平行方式排布的，而不是按照串行方式卷绕的。单片陶瓷电容的不足之处是具有颤噪声（即对振动敏感），所以有些单片陶瓷电容器可能会出现口共振，具冇很高的Q值，因为吊联电阻值及与其在一起的电感值都很低。另外，圆片陶瓷电容器,虽然价格不太贵，但有时电感很大。问：在电容器选择表中，我看到“损耗因数”这个术语。请问它的含义是什么？答：好。因为电容器的泄漏电阻、等效串联电阻和等效串联电感，这三项指标儿乎总是很难分开,所以许多电容器制造厂家将它们合并成一项指标，称作损耗因数（disspationfactor）,或DF,主要

8、用來描述电容器的无效程度。损耗因数定义为电容器毎周期损耗能呈与储存能呈之比。实际上，损耗因数等于介质的功率因数或和角的余弦值。如果电容器在关心频带范围的高频损耗可以简化成串联电阻模型，那么等效串联电阻与总容抗Z比是对损耗因数的一种很好的估算，即DESRC还可以证明，损耗I大I数等于电容器品质因数或Q值的倒数，在电容器制造厂家的产品说明中有时也给出这项指标。介质吸收，RDA,CDA:单片陶瓷电容器非常适用于高频去耦，但是考虑介质