篇名電容器之種類探討-中學生網站.PDF

篇名 電容器之種類探討 作者 邱裕倫 。高雄縣中山工商 。綜合高中 。三年6班 電容器之種類探討 壹●前言 在上過高中專業科目之後 ，對各類電子元件頗有了解 ，例如電容、電感、電阻…… 等等 。以下是筆者以電容器來做探討 。因為電容器在現代資訊產業中 ，可以說扮 演著最重要的關鍵性角色 ，在過去短短30年之間 ，電容器的需求量激增了500倍以 上 ，各種家用電器、資訊產品等的生產 ，都無法脫離電容器 。可見電容器在電子 元件市場上佔了很大的比例 ，而如此重要的電子元件 ，又是以何種特殊性質 ，在 電子元件市場佔一席之地呢? 貳●正文 一 、電容器概述 所謂電容器 （capacitor）就是能夠儲存電荷的 「容器」。只不過這種「容器」是一 種特殊的物質—電荷 （charge），而且其所儲存的正負電荷等量地分布於2塊不直 接導通的電極上 。電容器包括二個電極 ，二個電極儲存的電荷大小相等 ，符號相 反。電極本身是導體 ，二個電極之間由稱為絕緣體 （或稱為介電質）Dielectric ，絕 緣金屬隔開 。這種金屬片通常用的是鋁片或是鋁箔 ，若用氧化鋁來做介質的就是 電解容器 。普通用在電容器的介質是空氣 、雲母 、紙 、油 。電荷會儲存在電極表 面 ，靠近介電質的部份 。由於二個電極儲存的電荷大小相等 ，符號相反，因此電 容器中始終保持為電中性。至此 ，我們就可以描述電容器的基本結構 ：2 塊電極 （通常為金屬板）中間隔以電介質 （dielectric），即構成電容器的基本模型 。與電 池雖然有幾分相似 ，但不同的是，電池無法在瞬間儲電以及放電 ，在應用上 ，主 要是作為阻絕直流 、耦合交流 、濾波 、調諧 、相移 、儲存能量、作為旁路、耦合 電路、喇叭系統的網路等等，甚至也被應用於相機之中的閃光燈等儲電放電用途 。 而電容器又分乾式電容器與濕式電容器 ，乾式電容也算濕的 ，稱為乾式的理由只 是因為它裡面的液體是容納在濕棉紗或紙或濃厚的動子裡 。所以乾式電解電容中 就沒有像濕事有自由液體 ，而濕式電解電容中有鋁箔浸在硼砂水容液內 ，因為硼 砂是一種電解液 ，它做成容器中的傳導面。由電解作用再鋁箔表面形成一層氧化 鋁 。氧化鋁就成了鋁箔核電解液之間的介電質。濕式電解容器常常都是密封在一 個罐子裡。【註一】 三 、電容器種類簡介 依據所使用的材料、結構 、特性等的不同 ，電容器的分類也不同 。在此 ，我們主 要依據電容器特性原理的不同 ，將其分為 ：化學電容器（ChemicalCapacitor）與非 化學電容器（NonChemicalCapacitor）2大類 ，其說明如下 ： - 1 - 電容器之種類探討 1、化學電容器（ChemicalCapacitor） 化學電容器是指採用電解質作為電容器陰極的一類電容器。廣義上講 ，電解質包 括電解液（Electrolyte）、二氧化錳（MnO2）、有機半導體 TCNQ、導體聚合物（PPy、 PEDT）、凝膠電解質PEO等。化學電容器又包含2大類別：電解電容器（Electrolytic Capacitor） 和超高電容器 （SuperCapacitor）。 【註二】 (一) 、電解電容器 電解電容器是指在鋁 、鉭 、鈮 、鈦等閥金屬 （ValveMetal）的表面採用陽極氧化法 （AnodicOxidation）生成一薄層氧化物作為電介質，並以電解質作為陰極而構成的 電容器 。電解電容器的陽極通常採用腐蝕箔或者粉體燒結塊結構 ，在小型大容量 化方面有著其它類電容器無可比擬的優勢。目前工業化生產的電解電容器主要以 鋁電解電容器 （Aluminium Electrolytic Capacitor）和鉭電解電容器 （Tantalum ElectrolyticCapacitor）為主如下圖(一)所示。 圖(一) ：左圖為鋁電解電容和右圖為鉭電解電容 。 圖片來源:通訊博物館 ，電子零件展示區 。檢索於2008/9/01 。 (二) 、超高電容器 超高電容器一般採用活性炭 （Active Carbon）、二氧化釕 （RuO2）、導體聚合物 （Polymer Conductor）等作為陽極 ，液態電解質作為陰極 ，如下頁圖