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分立元件——电容 电容是电子设备中最基础也是最重要的元件之一。电容的产量占全球电子元器件产品(其它的还有电阻、电感等)中的40%以上。 电容是一个国家工业技术能力的完全体现,尤其是高档电容所代表的是本国精密加工、化工、材料、基础研究的水平(美国、日本是世界上电容设计研究能力最高的两个国家),其高档产品的设计制造要求甚至不亚于CPU。 电容器主要用作储能和传递能量。完成以下功能: 隔断直流:阻止直流,限制低频交流。(容抗较大) 旁路交流(去耦) 耦合:把交流信号传递到下一级。 滤波:有选择地传递特定频率信号。(串联谐振,并联谐振) 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。 计时:电路的时间常数调谐:收音机的接收,对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。 整流:利用储能,实现半导体的开关。(如二极管的开关) 储能:储存电能,并瞬间释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准,一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天)。 按照介质种类来分 无机介质电容器 有机介质电容器 电解电容器 不同介质的电容,在结构、成本、特性、用途方面都大不相同。 陶瓷电容 云母电容: 云母电容是性能优良的高频电容之一,广泛应用于对电容的稳定性和可靠性要求高的场合。金属膜电容 介质材料是用经过特殊工艺处理后的生成的金属氧化物。 电解电容的结构和特点 电容容量标示方法(直接标示) 以uF为单位:电容容量1uF以上者,直接以数值标示容量,例如10000uF,3300uF。 以pF为单位:第一位数与第二位数代表电容数值,第三个数字代表10的次方,亦即数值后面0的个数。例如电容容量标示为104者,代表10后面有四个0,亦即100000pF。 以nF为单位:电容容量标示为100n代表100x10-9=10-7法拉,亦等于0.1x10-6法拉,所以等于0.1uF。 以上关系可以表示为1uF=103nF=106pF 电容器的结构和等效电路电容器的等效电路电容器的绝缘电阻、吸收函数吸收系数 介质吸收现象:1、损耗的概念:(电容功能:传递能量) 电能热能直流工作状态交流工作状态(极化时,电荷移动产生热量)结论:P与tgσ成正比,通常用损失角的正切表示电容器的损耗。电容器的介质部分损耗 a)电导损耗:有漏导电流引起,即漏导损耗。 特点:与频率无关,但其tgσ(损失角正切值)与频率成反比。b)极化损耗:有缓慢极化引起。 C)电离损耗:气隙加压放电,消耗能量。 电容器金属部分的损耗 a)引出线损耗 b)接触电阻引起的损耗 c)极板损耗 碳膜电阻器碳膜电阻器是采用碳膜做为导电层,属于膜式电阻的一种。它是将通过真空高温热分解出的结晶碳沉淀积在柱形或管形陶瓷骨架上制成的。改变碳膜的厚度和使用刻槽的方法,可以变更碳膜的长度,得到不同的阻值。2025/7/29金属膜电阻器 金属膜电阻器是采用金属膜做为导电层,也属于膜式电阻器的和一种。它是用高真空加热蒸发(或高温分解、化学沉积或烧渗等方法)技术,将合金材料(有高阻、中阻、低阻三种)蒸镀在陶瓷骨架上制成的。通过刻槽或改变金属膜厚度,可以控制电阻值的大小。金属膜电阻器与碳膜电阻器相比,其噪声低、稳定性好,但成本相对要高。金属氧化膜电阻器金属氧化膜电阻器是用锑和锡等金属盐溶液喷雾到炽热(约550℃)的陶瓷骨架表面上沉积后制成的。它与金属膜电阻器相比,具有阻燃、导电膜层均匀、膜与骨架基本体结合牢固、抗氧化能力强等优点,其缺点是阻值范围小(通常在200kΩ以下)。2025/7/29碳膜电阻器合成碳膜电阻器合成碳膜电阻器是将碳黑、石墨、埴充料与有机粘合剂配成悬浮液,将其涂覆于绝缘骨架上,再加热聚合制成的。合成碳膜电阻器一般分为高阻合成膜电阻器、高压合成膜电阻器和真空兆欧合成膜电阻器。2025/7/29化学沉积膜电阻器化学沉积膜电阻器是用单纯的化学反应在绝缘基本(需经活化处理)上沉积一层电阻膜而制成的,它主要用来弥补金属膜电阻器的低阻值部分。 其优点是可以沉积在任何开头的基体上,缺点是薄膜易受潮和电解腐蚀,需外加保护层。有机实心电阻器有机实心电阻器是由颗粒状导电物(碳黑、石墨等)、填充料(云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化钛等)和有机粘合剂(如酚醛树脂等)等材料混合并热压成型后,再装入塑料外壳内制成的。无机实心电阻器无机实心电阻器是由导电物质(碳黑、石墨等)、填充料与无机粘合剂(如玻璃釉等)混合压制成型后高温烧结而成的。 其优点是电阻温度系数较大,缺点是阻值范围较小。金属玻璃釉电阻器金属玻璃釉电阻器是由金属氧化物(如钌、银、钯、铑、锡、锑等)和玻璃釉粘合剂混合后涂覆在陶瓷骨架上,再经高温烧结而成。线绕电阻器线绕电阻器是用高阻值的合金线(即电阻丝,