电容非理想特性浅析

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1、电容非理想特性浅析作者：时间：2010-10-18内容简介一、认识电容二、电容分类三、电容作用四、电容特性五、电容应用认识电容什么是电容？电容（Capacitance）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存。最常见的例子就是两片平行金属板。电容的分类铝电解电容器：它是由铝圆筒做负极、里面装有液体电解质，插人一片弯曲的铝带做正极制成。还需经直流电压处理，做正极的片上形成一层氧化膜做介质。其

2、特点是容量大、但是漏电大、稳定性差、有正负极性，适于电源滤波或低频电路中，使用时，正、负极不要接反。电容的分类钽铌电解电容器：它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。其特点是：体积小、容量大、性能稳定、寿命长。绝缘电阻大。温度性能好，用在要求较高的设备中。电容的分类传统的看法是钽电容性能比铝电容好，因为钽电容的介质为阳极氧化后生成的五氧化二钽，它的介电能力（通常用ε表示）比铝电容的三氧化二铝介质要高。因此在同样容量的情况下，钽电容的体积能比铝电容做得更小。（电解电容的电容量取决于介质的介电能力和体积，在容量一定的情况下，

3、介电能力越高，体积就可以做得越小，反之，体积就需要做得越大）再加上钽的性质比较稳定，所以通常认为钽电容性能比铝电容好。电容的分类陶瓷电容器：用陶瓷做介质。在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜作极板制成。其特点是：体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适用于高频电路。电容的分类薄膜电容器：介质是涤纶或聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介质常数较高，体积小、容量大、稳定性较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容器，介质损耗小、绝缘电阻高，但温度系数大，可用于高频电路。电容的分类云母电容器：介质损耗小、绝缘电阻大。温度系数小，适用于高频电路。纸介电容器：体积较小，容

4、量可以做得较大，适用于低频电路。超级电容器：可以存储非常高的能量并且可以在极短的时间内释放。电力电子电容器：用来转换和控制功率的储能元件，需要处理很高的电流和很高的电压变化速率。1．隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。2．旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。3．耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路4．滤波：显卡上的电容基本都是这个作用。5．温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。电容的用途6．计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。7．调谐：对与频率相关的电路

5、进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。8．整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。9．储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。电容用途说到电容，各种各样的叫法就会让人头晕目眩，旁路电容，去耦电容，滤波电容等等，其实无论如何称呼，它的原理都是一样的，即利用对交流信号呈现低阻抗的特性，这一点可以通过电容的等效阻抗公式看出来：Xcap=1/2πfC，工作频率越高，电容值越大则电容的阻抗越小。在电路中，如果电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路，就称为旁路电容；如果主要是为了增加电源和地的交流耦合，减少交流信号对电源的影响，就可以

6、称为去耦电容；如果用于滤波电路中，那么又可以称为滤波电容；除此以外，对于直流电压，电容器还可作为电路储能，利用冲放电起到电池的作用。电容特性对于理想的电容器来说，不考虑寄生电感和电阻的影响，那么我们在电容设计上就没有任何顾虑，电容的值越大越好。电容特性但实际情况却相差很远，并不是电容越大对高速电路越有利，反而小电容才能被应用于高频。理解这个问题，我们首先必须了解实际电容器本身的特性，可以看到实际的电容器要比理想的电容复杂的多，除了包含寄生的串联电阻Rs（ESR），串联电感Ls（ESL），还有泄漏电阻Rp，介质吸收电容Cda，和介质吸收电阻Rda等。等效串联电阻R

7、s：电容器的等效串联电阻是由电容器的引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻相串联构成的。当有大的交流电流通过电容器，Rs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去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太大的影响。Rs最低的电容器是云母电容器和薄膜电容器。电容特性等效串联电感Ls：电容器的等效串联电感是由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Rs一样，Ls在射频或高频工作环境下也会出现严重问题。其原因是用于精密模拟电路中的晶体管在过渡频率(Transitionfrequencies)扩展到几百兆赫或几

8、G赫的情况下，仍具有增益