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电子元器件基础知识简介-电容 阮晶晶 2011.07.18 目录 1、电容的概念和原理 2、电容的作用 3、产品分类 4、应用举例 一、基本概念 1.构造 它的基本构造是由两个相互靠近的金属电极板，中间夹一层电介质构成的。 在两个极板上加上电压，电极板上就可以储存电荷。两极板所储存的电荷数量相同，极性相反。储存的电荷还可以通过外电路向外释放，即电容器是充、放电荷的电子元件。而电容量的大小，取决于电容器的极板面积，极板间距及电介质常数： 电容器储存电荷量的多少，取决于电容器两端所加电压。储电量在数值上等于加在导电极板上的电压与电容的乘积。 即：Q = CU Q：一个极板上的电荷，单位为库仑（C）。 U：两极板间的电位差，单位为伏特（V）。 C：电容量，单位法拉（F）。 S：极板面积，单位为平方米（m2）。 d：两极板间距，单位为米（m）。 ε：电介质常数，单位为法/米（F/m）。 1F = 106 μF = 109 nF=1012 pF 由上式看出，当电容器电容量一定时，两极板所加电压越高，储存的电荷越多。 在交流电路中，电容器的容抗为： f：交流信号频率，单位Hz。 C：电容量，单位F。 Xc：容抗，单位欧姆Ω。 二. 电容器的主要作用 应用于电源电路，主要实现的作用: 1.隔直流 2.旁路 3.去耦 4.滤波 5.储能 应用于信号电路，主要完成的作用： 6.耦合 7.振荡/同步 8.时间常数 1）隔直流 作用是阻止直流通过而让交流通过。 原理：dV = 1/C * di/dt 　　 2）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。地弹是地连接处在通过大 电流毛刺时的电压降。 3）去藕 去藕：是电源在供电过程中要防止负载工作的动态电流耦合到其内阻上影响其输出的稳定，因为电源有内阻，交流纹波降落上去会使输出电压波动，因此在负载电源两端用电容架一条交流通路，防止这些动态交流混入直流电源内部 这就是去藕电容。 当然这个电容的确是不能乱放的，应该最简捷的接在供电线送到负载路途的两端，紧靠负载电源输入端。如果放置不当会为电源旁路不成反给负载引入其他来自外部的干扰。 旁路和去耦电容的联系与区别 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藕合的，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。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合电容一般比较大，是10uF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。 4）滤波 从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上由于容量大，体积大，内部圈层多，存在有感性成分，等效于一个电容与电感串联，高频时由于感抗的存在，会增大整个电容的阻抗，减弱了滤波的作用，所以要并上小容量的电容作补偿（小容量电容在制作时可以克服感抗特性），主要是为了滤除高频成分。所以我们设计原理图的时候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。电容越大低频越容易通过，电容越小高频越容易通过。滤波就是充电，放电的过程。频率计算公式：ω=1/(LC)1/2 5）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220～150 000uF之间的铝电解电容器是较为常用的。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。 6）耦合 在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合． 7）振荡/同步 包括RC、LC振荡器及晶体的负载电容都属于这一范畴。 电容C在理想状态下，它的相位延时是90°，但实际不可能达到90°，平时应用中都是RC一起来用。并且RC可以组成低\高通滤波器。 8）时间常数 这就是常见的 R、C 串联构成的积分电路。当输入信号电压加在输入端时，电容（C）上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻（R）、电容（C）