电容器件的手册解读以及选型经验
电容器件的手册解读以及选型经验
电容器是电子电路中常见的基础元器件，广泛应用于滤波、耦合、旁路等场景。本文将从电容类型、关键参数到选型经验，全面解读电容器件的相关知识，帮助读者更好地理解和应用电容器件。
电容类型
常用电容一般有以下3种：
陶瓷电容
钽电容
铝电解电容
1、陶瓷电容
陶瓷电容（ceramic capacitor）是以陶瓷为介质的电容器的统称。
按材料介质主要分为Ⅰ类和Ⅱ类陶瓷电容
Ⅰ类：温度补偿型NPO介质
NP0又名COG，电气性能最稳定，适用在对稳定性、可靠性要求较高的高频、特高频等电路中。
Ⅱ类：X7R介质和X5R介质
介电常数型X7R介质，电气性能比较稳定，适用在对稳定性、可靠性要求较高的中高频电路中。
半导体型X5R介质，电气性能较X7R而言稍逊色一些，适用在要求较低的耦合、滤波以及旁路电路中。
2、钽电容
钽电容是用金属钽经过阳极氧化的氧化物作为介质的一种电解电容。
其体积小、温度性能好、ESL、ESR较小，适用在电源滤波、低频旁路和信号耦合等电路中。
缺点：耐电压能力差，耐电流能力差。
3、铝电解电容
铝电解电容是用金属铝通过阳极氧化形成良好绝缘的致密氧化膜作为介质的电容。
其容量大，适用在电源滤波、低频旁路和信号耦合等电路中。
缺点：体积大、温度性能差、频率特性差、ESL、ESR大、在高频率下等效容量很小。
电容丝印
常见陶瓷电容是没有丝印的，而钽电容、铝电解电容等则有。
电阻丝印一般包含以下2种情况：
带有三位数字的丝印
带有三位数字的和其它字母的丝印
1、带有三位数字的丝印
前两位表示数值，最后一位表示 10 的 x 次方；
举个栗子：
丝印为“103”，则：R = 10 ∗ 10³ = 10000PF = 10nf
2、带有三位数字和其它字母的丝印
这种电容实际容值数值读法同上，字母含义需要根据具体Datasheet查询
电容额定工作电压
电容额定工作电压是指电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所能承受的最大直流电压。
常见的额定电压有：2.5V、4V、6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V等等
电容阻抗-频率特性
频率特性是指电容器的电气性能随电场频率而变化的性质。
比如电容其介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小，损耗也随频率的升高而增加。
掌握电容阻抗-频率特性首先需要了解电容实际的电路模型
我们都知道实际生产的电容并不是理想的，会有寄生电感、等效串联电阻以及数值较大的绝缘电阻存在。
电容实际的电路模型如下图：
根据上述电容模型，我们可以得到电容的复阻抗公式：
上述公式可以看出在频率比较低的时候，电容的容抗远大于感抗，电容主要呈容性，在频率比较高的时候，电容主要呈感性。
而当
,即谐振的时候，阻抗等于等效串联电阻，此时阻抗达到最小值，如果是用来滤波的话， 此时效果最好。
电容等效串联电阻 ESR
随着容量的增大，产品的ESR将变小，其中钽电容的ESR特别小，通常在100mΩ以下。
ESR-频率曲线如下图：
电容等效串联电阻ESL
随着容量的增大，产品的ESL将变大。
ESL-频率曲线如下图：
电容精度大小
电容丝印上各字母所代表精度如下图：
电容温度系数
温度系数是指在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值，因此温度系数越小越好。
因此选型时，需要考虑不同电容的温度系数，按照应用场景选择符合要求的电容。
半导体型X5R介质电容温度特性曲线如下图：
电容直流偏压特性
直流偏压特性是指施加直流电压，其静电容量有时会不同于其标称值，因此在电路中需要降额适用
半导体型X5R介质电容直流偏压特性曲线如下图：
电容绝缘电阻
绝缘电阻是指电容器中的电介质材料电阻漏电流的程度，一般绝缘电阻越大越好，电解电容的绝缘电阻一般较小。
电容器件的选型
具体选取经验：
一般根据Datasheet推荐容值使用，调试过程中根据实际效果调整，额定工作电压降额使用，选择漏电流小的，可以有效降低损耗。
尽量选择常用，低成本或者BOM中公用的电容；比如一些对精度要求不高的应用场景，如旁路、退耦、低频耦合电路中，可以选取BOM中已有的电容，以降低BOM中的元件种类。
本文原文来自CSDN