DATE - 2017/01/19
電容器基本知識
電容器基本知識
一、定義：由兩金屬极板加以絕緣物質隔離所構成的可儲存電能的元件稱為電容器
二、代號：“C”
三、單位：法拉(F) 微法(uF) 納法(nF) 皮法(pF)
1F=106 uF =109 nF=1012 pF
四、特性：通交流、阻直流
因電容由兩金屬片構成，中間有絕緣物，直流電無法流過電容，但通上交流電時，由於電容能充放電所致，所以能通上交流
五、作用：濾波、耦合交變信號、旁路等
六、電容的標示：
1.直標法：直接表示容量、單位、工作電壓等。如1uF/50V
2.代表法：用數字、字母、符號表示容量、單位、工作電壓等
如： 104Z “104”表示容量為“100000pF”
“Z”表示容量誤差“+80% -20%”
八、電容的分類
1. 按介質分四大類
1).有機介質電容器(極性介質與非極性介質，一般有真合介質、漆膜介質等)
2).無機介質電容器(雲母電容器、陶瓷電容器、波璃釉電容器等)
3).電解電容器(以電化學方式形式氧化膜作介質，如鋁Al2O3鉭Ta2O5)
4).氣體介質電容器(真空、空氣、充氣、氣膜復合)
2. 按結構分四大類
1).固定電容器
2).可變電容器
3).微調電容器(半可變電容器)
4).電解電容器
3. 按用途分
1).按電壓分低壓電容器、高壓電容器
2).按使用頻率分低頻電容器(50周/秒或60周/秒)和高頻電容器(100K周/秒)
3).按電路功能分：隔直流、旁路、藕合、抗干擾(X2)、儲能、溫度補償等
九、大多數使用電容：
1).液態電解電容、固態電解電容
2).陶瓷電容(包括Y電容與積層電容、SMD電容)
3).塑膠薄膜電容(包括金屬薄膜電容器、X2電容器、麥拉電容)
電解電容(E/C)
一、概述
電解電容的構造是由陽箔、陰箔、電解紙、電解液之結合而成的，陽箔經化成後含有一高介電常數三氧化鋁膜(Al2O3)，
此氧化膜當作陽箔與陰箔間的絕緣層，氧化膜的厚度即為箔間之距離，此厚度可由化成來加以控制，
由於氧化膜的介電常數高且厚度薄，故電解電容器的容量較其他電容高。
電解電容的實值陽极是氧化膜接觸之電解液，而陰箔只是將電流傳屋電解液而已，
電解紙是用來幫助電解液及避免陽箔、陰箔直接接觸因磨擦而使氧化膜磨損。
即電解電容器是高純度之鋁金屬為陽极，以陽极氧化所開氧化膜作為電介質，以液體電解液為電解質，另與陰极鋁箔所構成之電容器。
二、基本結構：套管、鋁殼、膠水或膠帶、電解紙、電解液、陽極箔、陰極箔、鋁端子、封口橡膠蓋。
三、特點：容量大、體積大、有極性。
四、用途：它且有極性，一般用於直流電路中作濾波、整流。
五、作電壓：6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、160V、200V、300V、400V、450V......
工作溫度：6.3V～100V(-40℃～+105℃)；100V 以上(-40℃～+85℃)
六、電氣測試的四大參數：
1. 靜電容量(CAP)：電容器是用來儲存電荷的元件，電容器所能儲存電荷之能力，稱之為電容器的容量。
計算公式：C= εKS／1.8πd
式中C表示容量；S表示金屬片面積；K表示腐蝕系數；d表示介質厚度(兩金屬片距離)；ε表示介電系數
從公式可以看出：C與S成正比；C與d成反比。
測試條件：120HZ 0.25V 25℃ 單位“uF”或“F”“nF”
2. 損失角(DF)：電容器在電場作用下，單位時間內因發熱而消耗的能量稱之為DF。
測試條件：120HZ 0.25V 25℃ 一般用“%”表示
3. 洩漏電流(LC)：陽箔化成膜如不遭破壞，則陽極與陰極間應沒有電流流過，而在實際生產中化成膜並非十分完整，
常會受到輕微的污染、磨損，致使兩极間有一少許電流流通，此電流叫洩漏電流。
計算公式：6.3V～160V 容量*電壓*0.01 (單位uA)
160V以上容量*電壓*0.03(不足3uA計算)
測試條件：加電壓達到工作電壓，充電1分鐘，20℃環境
4. 等效串聯電阻(LOW ESR)：任何物體都存在一定的電阻
計算公式：ESR=DF/2πfc
公式中：ESR單位為Ω；f表示頻率(100KHZ)；C表示容量(F)
測試條件：100KHZ 0.25V
陶瓷電容(C/C)
一、構造：在磁質電體及銀電極所構成之素子電極上焊接導線而成，以銀面為兩極，以銀片為兩極，以陶瓷為介質，以鍍錫銅線為引線，
用絕緣涂料包封(主要材料為瓷片，絕緣涂料一般為酚醋樹脂)
二、特點：容量小、耐壓高
三按特性分類可分為四大類
I類：溫度補償類(DCT) II類：高誘電率類(DCH) III類：半導體類(DLS) IV類：中高壓型(DHK)
四、陶瓷電容的表示：
1. 如：Y5P－102/1KV－K
1).“Y5P”是指在使用溫度範圍內它的容量變化率
“Y”：表示溫度範圍為-30℃～+85℃
“5”：表示溫度上限85℃
“P”：表示容量變化率±10%
那麼，“Y5P”就表示在-30℃～+85℃使用溫度範圍內，容量變化率為±10%
A. 溫度特性使用範圍及變化率
代號 使用溫度範圍 變化率
Z5V： +10℃～+85℃ +22%～82%
Z5U： +10℃～+85℃ +22%～56%
Y5V： -30℃～+85℃ +22%～82%
Z5V： -30℃～+85℃ +22%～56%
X7R： -55℃～+125℃ ±15%MAX(一般為積層電容)
B. SL： -25℃～+85℃ +350～1000PPM/℃
(此類為溫度補償類，是以靜電容在溫度系數公稱值及此公稱值的容許誤差來表示的。)
2).“102”是指容量：在25℃溫度下所測出的容量，“102”即表示“1000pF”
3).“1KV”指工作電壓：是指規定之溫度範圍條件內能持續加諸於電器而不致產生任何異常現象之最高電壓而言。
4).“K”指容許誤差：標稱容量與實際容量之間有一定差別，這偏差在容許範圍內稱容許誤差，
“K”表示“±10%”。另外常用的有“M”表示“±20%”、“Z”表示“+80% -20%”。
五、製作流程：
壓片→烤瓷片→清洗→烘乾→塗銀→烘乾→TEST.C.DF→引腳與瓷片組合→焊錫→塗裝→烘乾→烘烤→打印MARK→TEST.C.DF.耐壓→打臘→包裝入庫
六、陶瓷電容常說有一般陶瓷電容、Y電容、積層電容、SMD電容
1. 一般陶瓷電容有濕式與干式兩種
濕式：瓷粉+水 密度低 低壓 顏色為土黃色
乾式：中高壓 耐壓好 顏色為藍色接近Y電容
乾式陶瓷電容與Y電容的區別：Y電容本體標示有安規符號；乾式陶瓷電容未標示安規符號。
2. Y電容：即交流陶瓷電容，屬於安規電容。特點是：安全性好(對地跨接過高壓時，對後面線路起保護作用)。
Y電容等級分Y1與Y2等級，區別首先看本體標示，一般Y1電容本體φ徑較Y2本體φ徑大。
3. 積層電容：屬陶瓷電容，不同之處：內部結構分層且緊密，目的增大容量，溫度特性為“X7R”
4. SMD電容：即為多層陶瓷電容器
1). 多層陶瓷電容器
陶瓷本體：介電陶瓷材料(以鈦酸、氧化鈦等為主)
內電極：以銀／鈀合金或鎳為主(配合陶瓷材料)
外電極：以銀或銅為主(最外電鍍、鎳／錫以利SMT焊接)
2).最常用尺寸有0805、1206，此為英制單位，即指產品的長與寬：0805表示長為0.08英寸即2mm，寬為0.05英寸即為1.2mm；1206表示長為0.12英寸即3.2mm，寬為0.06英寸即1.6mm。
3).溫度特性與其他陶瓷電容相同，一般有“X7R” 、“Y5V” 、“NPO”、“Z5U”等。
NPO屬溫度補償類，為COG一般常用之稱呼，其意義為N表負、P表正、D表零，表示此電容器在使用溫度範圍中，其電容變化量很小，幾乎為零。
塑膠薄膜電容(Plastic Film Capacitor)
一、定義：以塑膠薄膜(PE)為電介質，而使用金屬箔(Al.Sn)作為電极，用Cu或Cp線作引線，將其重疊後捲繞所制成無极性有機薄膜電容器，稱為塑膠薄膜電容器
二、特點：
1. 容量範圍廣、體積小、重量輕、自愈性好、壽命長
自愈性：是指金屬薄膜之電極的極小部分，因電介質脆弱或有針孔遇有瞬間高壓而引起短路時，
其引起短路部份之周圍的電極金屬會因當時電容器所帶的靜電能量或短路電流產生熱量而使電極金屬蒸發，
此溫度不足以破壞電介質，因而恢復絕緣，使其再度回復電容器的作用。
2. 適用於直流和VHF級信號的隔直流彎路和藕合
3. 廣泛應用於濾波、降噪、低動脈電路
三、 分類：
1. 按導體厚度不同分：一般塑膠電容器與金屬薄膜電容器
A.塑膠薄膜電容與金屬薄膜電容器所使用的電介質是相同的，唯一不同的是導體的厚度及加工方法，
前者是由塑膠薄膜加鋁箔繞捲或層疊而成，後者是在塑膠薄膜的表面用真空蒸鍍或合金鋅成為金屬薄膜材料，再加工繞捲或層疊而成。
B. 金屬薄膜電容器的導體厚度皆在1um以下，一般導體鋁箔在5um以上
C. 優缺點比較：
多屬薄膜材料優點：導體薄，產品體積小，在瞬間高壓時具有自愈性。
缺點：導體薄，加工不易，接觸電阻大
一般薄膜材料優點：導體厚，加工容易，接觸電阻小
缺點：導體厚，產品體積大，電容量大的規格不適用
樹脂浸漬塗裝型(PEI、PEN、PPN、MEF、MPP、MPS、MPSA、PPS、PPSA)
絕緣帶包封型(PET、PPT、MET、MEA、MPT、MPA)
樹脂模塑型(MEMB、MPB、MEB、MKT、MKP)
金屬殼密封型
無外裝型(PSR、PSA)
四、名稱：塑膠薄膜電容器通常冠以電價質薄膜之名稱而稱之。
例如：
Polyethylene Film 聚乙烯薄膜
Polystyrene Film 聚苯乙烯薄膜
Polycarbonate Film 聚碳酸脂薄膜
Polyester Film 聚乙酯薄膜
Polypropylene Film 聚丙烯薄膜
塑膠膜電容名稱：金屬薄膜電容器(MEF金屬化聚乙脂膜)、麥拉電容(PEI聚乙脂膜)、X2電容(MPF聚丙烯薄膜)
五、用途：塑膠薄膜電容器除了使用於電腦監視器、電視機、收音機、音響設備等、消費用機器外，
亦廣泛用於舶、航空器、車輛等電子器及測試儀器、工業量計器太空人造衛星用等之用途
一、定義：由兩金屬极板加以絕緣物質隔離所構成的可儲存電能的元件稱為電容器
二、代號：“C”
三、單位：法拉(F) 微法(uF) 納法(nF) 皮法(pF)
1F=106 uF =109 nF=1012 pF
四、特性：通交流、阻直流
因電容由兩金屬片構成，中間有絕緣物，直流電無法流過電容，但通上交流電時，由於電容能充放電所致，所以能通上交流
五、作用：濾波、耦合交變信號、旁路等
六、電容的標示：
1.直標法：直接表示容量、單位、工作電壓等。如1uF/50V
2.代表法：用數字、字母、符號表示容量、單位、工作電壓等
如： 104Z “104”表示容量為“100000pF”
“Z”表示容量誤差“+80% -20%”
八、電容的分類
1. 按介質分四大類
1).有機介質電容器(極性介質與非極性介質，一般有真合介質、漆膜介質等)
2).無機介質電容器(雲母電容器、陶瓷電容器、波璃釉電容器等)
3).電解電容器(以電化學方式形式氧化膜作介質，如鋁Al2O3鉭Ta2O5)
4).氣體介質電容器(真空、空氣、充氣、氣膜復合)
2. 按結構分四大類
1).固定電容器
2).可變電容器
3).微調電容器(半可變電容器)
4).電解電容器
3. 按用途分
1).按電壓分低壓電容器、高壓電容器
2).按使用頻率分低頻電容器(50周/秒或60周/秒)和高頻電容器(100K周/秒)
3).按電路功能分：隔直流、旁路、藕合、抗干擾(X2)、儲能、溫度補償等
九、大多數使用電容：
1).液態電解電容、固態電解電容
2).陶瓷電容(包括Y電容與積層電容、SMD電容)
3).塑膠薄膜電容(包括金屬薄膜電容器、X2電容器、麥拉電容)
電解電容(E/C)
一、概述
電解電容的構造是由陽箔、陰箔、電解紙、電解液之結合而成的，陽箔經化成後含有一高介電常數三氧化鋁膜(Al2O3)，
此氧化膜當作陽箔與陰箔間的絕緣層，氧化膜的厚度即為箔間之距離，此厚度可由化成來加以控制，
由於氧化膜的介電常數高且厚度薄，故電解電容器的容量較其他電容高。
電解電容的實值陽极是氧化膜接觸之電解液，而陰箔只是將電流傳屋電解液而已，
電解紙是用來幫助電解液及避免陽箔、陰箔直接接觸因磨擦而使氧化膜磨損。
即電解電容器是高純度之鋁金屬為陽极，以陽极氧化所開氧化膜作為電介質，以液體電解液為電解質，另與陰极鋁箔所構成之電容器。
二、基本結構：套管、鋁殼、膠水或膠帶、電解紙、電解液、陽極箔、陰極箔、鋁端子、封口橡膠蓋。
三、特點：容量大、體積大、有極性。
四、用途：它且有極性，一般用於直流電路中作濾波、整流。
五、作電壓：6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、160V、200V、300V、400V、450V......
工作溫度：6.3V～100V(-40℃～+105℃)；100V 以上(-40℃～+85℃)
六、電氣測試的四大參數：
1. 靜電容量(CAP)：電容器是用來儲存電荷的元件，電容器所能儲存電荷之能力，稱之為電容器的容量。
計算公式：C= εKS／1.8πd
式中C表示容量；S表示金屬片面積；K表示腐蝕系數；d表示介質厚度(兩金屬片距離)；ε表示介電系數
從公式可以看出：C與S成正比；C與d成反比。
測試條件：120HZ 0.25V 25℃ 單位“uF”或“F”“nF”
2. 損失角(DF)：電容器在電場作用下，單位時間內因發熱而消耗的能量稱之為DF。
測試條件：120HZ 0.25V 25℃ 一般用“%”表示
3. 洩漏電流(LC)：陽箔化成膜如不遭破壞，則陽極與陰極間應沒有電流流過，而在實際生產中化成膜並非十分完整，
常會受到輕微的污染、磨損，致使兩极間有一少許電流流通，此電流叫洩漏電流。
計算公式：6.3V～160V 容量*電壓*0.01 (單位uA)
160V以上容量*電壓*0.03(不足3uA計算)
測試條件：加電壓達到工作電壓，充電1分鐘，20℃環境
4. 等效串聯電阻(LOW ESR)：任何物體都存在一定的電阻
計算公式：ESR=DF/2πfc
公式中：ESR單位為Ω；f表示頻率(100KHZ)；C表示容量(F)
測試條件：100KHZ 0.25V
陶瓷電容(C/C)
一、構造：在磁質電體及銀電極所構成之素子電極上焊接導線而成，以銀面為兩極，以銀片為兩極，以陶瓷為介質，以鍍錫銅線為引線，
用絕緣涂料包封(主要材料為瓷片，絕緣涂料一般為酚醋樹脂)
二、特點：容量小、耐壓高
三按特性分類可分為四大類
I類：溫度補償類(DCT) II類：高誘電率類(DCH) III類：半導體類(DLS) IV類：中高壓型(DHK)
四、陶瓷電容的表示：
1. 如：Y5P－102/1KV－K
1).“Y5P”是指在使用溫度範圍內它的容量變化率
“Y”：表示溫度範圍為-30℃～+85℃
“5”：表示溫度上限85℃
“P”：表示容量變化率±10%
那麼，“Y5P”就表示在-30℃～+85℃使用溫度範圍內，容量變化率為±10%
A. 溫度特性使用範圍及變化率
代號 使用溫度範圍 變化率
Z5V： +10℃～+85℃ +22%～82%
Z5U： +10℃～+85℃ +22%～56%
Y5V： -30℃～+85℃ +22%～82%
Z5V： -30℃～+85℃ +22%～56%
X7R： -55℃～+125℃ ±15%MAX(一般為積層電容)
B. SL： -25℃～+85℃ +350～1000PPM/℃
(此類為溫度補償類，是以靜電容在溫度系數公稱值及此公稱值的容許誤差來表示的。)
2).“102”是指容量：在25℃溫度下所測出的容量，“102”即表示“1000pF”
3).“1KV”指工作電壓：是指規定之溫度範圍條件內能持續加諸於電器而不致產生任何異常現象之最高電壓而言。
4).“K”指容許誤差：標稱容量與實際容量之間有一定差別，這偏差在容許範圍內稱容許誤差，
“K”表示“±10%”。另外常用的有“M”表示“±20%”、“Z”表示“+80% -20%”。
五、製作流程：
壓片→烤瓷片→清洗→烘乾→塗銀→烘乾→TEST.C.DF→引腳與瓷片組合→焊錫→塗裝→烘乾→烘烤→打印MARK→TEST.C.DF.耐壓→打臘→包裝入庫
六、陶瓷電容常說有一般陶瓷電容、Y電容、積層電容、SMD電容
1. 一般陶瓷電容有濕式與干式兩種
濕式：瓷粉+水 密度低 低壓 顏色為土黃色
乾式：中高壓 耐壓好 顏色為藍色接近Y電容
乾式陶瓷電容與Y電容的區別：Y電容本體標示有安規符號；乾式陶瓷電容未標示安規符號。
2. Y電容：即交流陶瓷電容，屬於安規電容。特點是：安全性好(對地跨接過高壓時，對後面線路起保護作用)。
Y電容等級分Y1與Y2等級，區別首先看本體標示，一般Y1電容本體φ徑較Y2本體φ徑大。
3. 積層電容：屬陶瓷電容，不同之處：內部結構分層且緊密，目的增大容量，溫度特性為“X7R”
4. SMD電容：即為多層陶瓷電容器
1). 多層陶瓷電容器
陶瓷本體：介電陶瓷材料(以鈦酸、氧化鈦等為主)
內電極：以銀／鈀合金或鎳為主(配合陶瓷材料)
外電極：以銀或銅為主(最外電鍍、鎳／錫以利SMT焊接)
2).最常用尺寸有0805、1206，此為英制單位，即指產品的長與寬：0805表示長為0.08英寸即2mm，寬為0.05英寸即為1.2mm；1206表示長為0.12英寸即3.2mm，寬為0.06英寸即1.6mm。
3).溫度特性與其他陶瓷電容相同，一般有“X7R” 、“Y5V” 、“NPO”、“Z5U”等。
NPO屬溫度補償類，為COG一般常用之稱呼，其意義為N表負、P表正、D表零，表示此電容器在使用溫度範圍中，其電容變化量很小，幾乎為零。
塑膠薄膜電容(Plastic Film Capacitor)
一、定義：以塑膠薄膜(PE)為電介質，而使用金屬箔(Al.Sn)作為電极，用Cu或Cp線作引線，將其重疊後捲繞所制成無极性有機薄膜電容器，稱為塑膠薄膜電容器
二、特點：
1. 容量範圍廣、體積小、重量輕、自愈性好、壽命長
自愈性：是指金屬薄膜之電極的極小部分，因電介質脆弱或有針孔遇有瞬間高壓而引起短路時，
其引起短路部份之周圍的電極金屬會因當時電容器所帶的靜電能量或短路電流產生熱量而使電極金屬蒸發，
此溫度不足以破壞電介質，因而恢復絕緣，使其再度回復電容器的作用。
2. 適用於直流和VHF級信號的隔直流彎路和藕合
3. 廣泛應用於濾波、降噪、低動脈電路
三、 分類：
1. 按導體厚度不同分：一般塑膠電容器與金屬薄膜電容器
A.塑膠薄膜電容與金屬薄膜電容器所使用的電介質是相同的，唯一不同的是導體的厚度及加工方法，
前者是由塑膠薄膜加鋁箔繞捲或層疊而成，後者是在塑膠薄膜的表面用真空蒸鍍或合金鋅成為金屬薄膜材料，再加工繞捲或層疊而成。
B. 金屬薄膜電容器的導體厚度皆在1um以下，一般導體鋁箔在5um以上
C. 優缺點比較：
多屬薄膜材料優點：導體薄，產品體積小，在瞬間高壓時具有自愈性。
缺點：導體薄，加工不易，接觸電阻大
一般薄膜材料優點：導體厚，加工容易，接觸電阻小
缺點：導體厚，產品體積大，電容量大的規格不適用
樹脂浸漬塗裝型(PEI、PEN、PPN、MEF、MPP、MPS、MPSA、PPS、PPSA)
絕緣帶包封型(PET、PPT、MET、MEA、MPT、MPA)
樹脂模塑型(MEMB、MPB、MEB、MKT、MKP)
金屬殼密封型
無外裝型(PSR、PSA)
四、名稱：塑膠薄膜電容器通常冠以電價質薄膜之名稱而稱之。
例如：
Polyethylene Film 聚乙烯薄膜
Polystyrene Film 聚苯乙烯薄膜
Polycarbonate Film 聚碳酸脂薄膜
Polyester Film 聚乙酯薄膜
Polypropylene Film 聚丙烯薄膜
塑膠膜電容名稱：金屬薄膜電容器(MEF金屬化聚乙脂膜)、麥拉電容(PEI聚乙脂膜)、X2電容(MPF聚丙烯薄膜)
五、用途：塑膠薄膜電容器除了使用於電腦監視器、電視機、收音機、音響設備等、消費用機器外，
亦廣泛用於舶、航空器、車輛等電子器及測試儀器、工業量計器太空人造衛星用等之用途
