三、電容器

電容器簡稱為電容，是一種能儲存電荷的容器，由于電荷的儲存意味著能的儲存，因此也可說電容器是一個儲能元器件，確切地說是儲存電能。它是組成電子電路的主要元件，在電子設備中充當整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等。電容的符號是C，在國際單位制里，電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F，其他單位還有：毫法（mF）、微法（μF）、納法（nF）、皮法（pF）。由于單位F的容量太大，所以我們看到的一般都是μF、nF、pF的單位。它們之間的換算關系是：1F=1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。以下分別介紹幾種常見電容器的功能簡介如下。

1.鋁電解電容器

鋁電解電容器（如圖1-12所示）采用鋁箔做正極，正極表面生成的氧化鋁為介質，電解質為負極。鋁電解電容器制造時是將電解質吸附在吸水性好、拉力強的襯墊上，另外再加一層鋁箔作為負極引線，然后與正極鋁箔一起卷繞起來放入鋁殼或塑料殼中封裝。鋁電解電容器的特點是容量大，但漏電大，誤差大，穩定性差，常用作交流旁路和濾波，在要求不高時也用于信號耦合。電解電容有正、負極之分，使用時正負極不能接反。

2.鉭電容器

鉭電容器全稱是鉭電解電容器，是電解電容器中的一類，是用金屬鉭作電極、氧化鉭作介質的電容器。鉭電容器的外殼上都有CA標記，其容量為0.47～1000μF，額定耐壓主要有6.3V、10V、16V、63V幾種。鉭電容器是一種用金屬鉭（Ta）作為陽極材料而制成的，按陽極結構的不同可分為箔式和鉭燒粉結式兩種，在鉭粉燒結式鉭電容中，因工作電解質不同，又分為固體電解質的鉭電容和非固體電解質的鉭電容。

鉭電容器在電路中的符號與其他電解電容器符號是一樣，但它的外形多種多樣（如圖1-13所示），并容易制成適于表面貼裝的小型和片型元件。無極性小容量貼片電容，多用于小信號電路（供電壓一般低于15V），作用為濾波、抑制振鈴等；有極性貼片電容器多用于電源濾波，耐壓多為63V。

鉭電容器具有化學穩定性高、額定耐壓高、耐高溫性能好、機械強度高及體積小等特點，適應于低頻電路和時間常數電路，廣泛應用于通信、航天和軍事工業、海底電纜和高級電子裝置、民用電器、電視機等多方面。

3.薄膜電容器

薄膜電容器由于介質損失小、體積小、容量大、穩定性較好、無極性、絕緣阻抗高、頻率響應寬廣等很多優良的特性，大量使用在模擬電路中。薄膜電容器又分為聚苯乙烯電容器和聚丙烯電容器（見圖1-14）。聚苯乙烯電容器的符號為CB、電容量為10pF～1μF、額定電壓為100V～30kV，其主要特點是穩定、低損耗、體積較大，應用在對穩定性和損耗要求較高的電路。聚丙烯電容符號為CBB、電容量為1000pF～10μF、額定電壓為63～2000V，其主要特點是性能與聚苯相似但體積小、穩定性略差，應用是代替大部分聚苯或云母電容，用于要求較高的電路。

4.陶瓷電容器

陶瓷電容器就是用陶瓷（用鈦酸鋇、鈦酸鍶等高介電常數的陶瓷材料）作為電介質，在陶瓷基體的兩面噴涂銀層，然后經低溫燒成銀質薄膜做極板制成。它的外形以片式居多，也有管形、圓片形等形狀，其外形如圖1-15所示。

陶瓷電容器又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。高頻瓷介電容器（CC）的特點是體積小、損耗低，電容對頻率、溫度穩定性都較高，常用于要求損耗小，電容量穩定的場合，并常在高頻電路中用作調諧、振蕩回路電容器和溫度補償電容器；高頻瓷介電容的容量在零點幾皮法至幾百皮法之間，耐壓常見的有160V、250V、500V幾種，誤差常見有±2%、±5%、±10%、±20%幾種。低頻瓷介電容器（CT）的特點是體積小、損耗大，電容對頻率、溫度穩定性都較差，用在對穩定性和損耗要求不高的場合或工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，它易被脈沖電壓擊穿，故不能使用在脈沖電路中；其容量在幾百皮法到幾十微法之間，額定直流工作電壓常見有0.5kV、1kV、2kV、5kV等幾種。

5.獨石電容器

獨石電容器也是瓷介電容器的一種，它的制造工藝與一般瓷介電容器的不同，是采用若干片厚度為微米級厚的陶瓷膜預先印制上電極，然后疊放起來燒結而成，外形具有獨石狀，它相當于若干小陶瓷電容器并聯，由于每片陶瓷膜很薄，所以其體積比比一般瓷介電容器要大很多。其容量從零點幾皮法到10μF。獨石電容的型號以CC4和CT4標識，其中4表示獨石的意思。獨石電容器的特點是電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩定，耐高溫耐濕性好等，廣泛用于電子整機中的振蕩、高頻濾波和電源退耦、旁路電路中等設備中。

通常把引線式獨石電容器稱為獨石電容器，貼片式陶瓷獨石電容器稱為貼片電容器（常見的貼片電容器MLCC，即片式多層陶瓷電容器，也是獨石電容器），如圖1-16所示。獨石電容器根據所使用的材料，可分為三類，一類為溫度補償類，二類為高介電常數類，三類為半導體類。引線式獨式電容又可分為徑向獨石陶瓷電容和軸向獨石陶瓷電容。

6.云母電容器

所謂云母電容器（圖1-17）就是以天然云母作為電容器的中間介質的電容，其制作方法是：用金屬箔或者在云母片上噴涂銀層作電極板，極板和云母片一層一層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環氧樹脂中。

由于云母具有介電強度高、介電常數大、損耗小、化學穩定性高、耐熱性好，且易于剝離成厚度均勻的薄片等優異性能，故云母電容器是其他電容器不能代替的。其特點是損耗小，頻率穩定性好，高頻特性好；耐高溫，溫度系數小；電容量精度高，廣泛應用于對電容器的穩定性和可靠性要求高的場合，如電子、電力和通信設備的儀器儀表中，而且還用于對穩定性和可靠性要求很高的航天、航空、航海、火箭、衛星、軍用電子裝備以及石油勘探設備中。云母電容器的容量一般較小（幾皮法到幾十納法），體積相對較大。

7.紙介電容器

紙介電容器（如圖1-18所示）就是以紙作為介質的電容器，由兩片金屬箔作電極和一層夾在金屬箔中間的極薄絕緣蠟紙卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）殼中制成的。紙介電容器有密封和半密封兩種結構，繞法有有感和無感兩種。有感式的芯子實際上是一個有很多圈數的帶狀線圈，因此電感較大。無感式是將電極箔分別向紙的兩邊錯開，使箔帶的側邊伸出紙帶外邊，卷繞成圓柱形芯子后焊上引線。這樣就使電極箔各圈間相互短接，所以電感很小。

紙介電容器的特點是電容量和工作電壓范圍很寬，工藝簡單，成本低，但電容量的精度不易控制，損耗較大，溫度頻率特性穩定性較差。由于紙介電容器的電感量大，只適用于低頻電路，不適合在高頻電路使用。金屬化紙介電容器的結構和紙介電容器的基本相同，它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來代替金屬箔，體積小，容量較大，一般用在低頻電路中。

8.微調電容器

電容量可在某一小范圍內調整，并可在調整后固定于某個電容值的電容器稱為微調電容器，又稱半可調電容器，調節的時候改變兩片之間的距離或者面積。它是由兩片或者兩組小型金屬彈片，中間夾著介質制成。如圖1-19所示為半可調電容器的外形圖。半可變電容器一般沒有柄，只能用螺釘旋具調節，用在不需要經常調節的地方。它在各種調諧及振蕩電路中作為補償電容器或校正電容器。

9.可變電容器

可變電容器是一種電容量可以在一定范圍內調節的電容器，通過改變極片間相對的有效面積或片間距離就可以改變電容量。可變電容器一般由相互絕緣的兩組極片組成：固定不動的一組極片稱為定片，可動的一組極片稱為動片。幾只可變電容器的動片組可合裝在同一個轉軸上，組成同軸可變的（俗稱雙聯、三聯等）電容器。可變電容器都有一個長柄，可裝上拉線或撥盤調節，其外形如圖1-20所示。可變電容器通常在無線電接收電路中作調諧電容器用。