电子技术基础第二章电容

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1、第二章电容器延边大学工学院电子系通信教研室1电容器电容器是一种基本电子元件，在电路中的文字符号是C。两个相互靠近、彼此绝缘的金属电极就构成一个最简单的电容。两个电极之间的绝缘物质称为电容器的介质。电容器是一种储能元件。基本功能是储存电荷。在电路中具有过交隔直的特性。主要用作交流耦合、隔离直流、滤波、交流或脉冲旁路、RC定时、LC谐振选频等。电容器电容的作用：1）旁路：旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地

2、管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。电容器2）去耦：去耦，又称解耦。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。电容器去耦电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰，在电路

3、中进一步减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。电容器高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10μF或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。电容器3）滤波：从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越

4、高。但实际上超过1μF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高频阻低频。电容器4）储能：储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150000μF之间的铝电解电容器（如EPCOS公司的B43504或B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。电

5、容器分类电容器按照电容量是否可调可分为固定电容器和可变电容器两大类。按是否有极性划分，可分为有机性电容和无极性电容2.1.1固定电容器1.有机介质电容器按组成电容器的介质材料或类别分为三种类型：第一类：以天然纤维材料为介质的电容器纸介质和金属化介质第二类：以人工合成的高分子化合物材料为介质的电容器聚酯膜、聚乙烯等各种有机薄膜电容器优点：工艺简单，电容量范围宽，工作电压高成本低，应用广泛。电容器第三类：是以复合材料为介质的电容器纸-膜、膜-膜复合介质电容器等。（1）纸介质电容器-金属化纸介质电容器（2）聚酯薄膜电容器金属箔和聚酯薄膜卷绕而成金属化聚酯薄膜优点：电容量大

6、工作电压范围宽耐热性能好电容器（3）聚苯乙烯电容器优点：绝缘电阻高，高频损耗小（4）聚丙烯电容器（5）聚四氟乙烯电容器（6）聚碳酸脂薄膜电容器（7）聚酸亚胺薄膜电容器（8）复合薄膜电容器（9）漆膜电容器（10）碟片型金属化聚碳酸电容器电容器2.无机介质电容器主要有瓷介质电容器、云母电容器、玻璃及玻璃釉电容器、气体介质电容器、半导体瓷介质电容器和其他无机电容器。（1）瓷介电容器：以陶瓷材料为介质，并在其表面上烧渗上银层作为电极的电容器。瓷介电容器具有优异的电气定能，同时材料来源丰富、价格低廉，应用最广泛。电容器瓷介电容器按介质特性不同分为以下三类：①Ⅰ类高频瓷介电容器

7、，包括热稳定型和热补偿型，即CC型瓷介电容器。②Ⅱ低频铁点（强介）瓷介电容器，即DT型瓷介电容器。③Ⅲ半导体瓷介电容器，即CS型边界层瓷介电容器电容器瓷介质电容器按使用性能特点分为以下七类：①Ⅰ类低压小功率高频瓷介电容器。②Ⅱ低压低频瓷介电容器。③Ⅲ类半导体瓷介电容器④Ⅰ类高压高功率瓷介电容器⑤中高压瓷介电容器⑥交流瓷介电容器⑦片式瓷介电容器电容器瓷介电容器具有以下特点：①介电常数大。②介质损耗角正切值小。③电容温度系数宽。④可靠性能高、寿命长，在温度和时间影响下老化速度较慢，电容量的剩余变化也不显著。缺点：机械强度低、易碎、易裂电容器(2)云母电容器。以云母作