电容的参数-详细描述

news/2024/5/10 1:28:03/文章来源:https://blog.csdn.net/LUOHUATINGYUSHENG/article/details/129132558

贴片电容

如同如所示，MLCC（Multi-layer Ceramic Capacitors），外形很好区分。
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实际内部结构

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使用的还是平行板电容器原理，只是这个是叠层结构；电解电容是卷起来的圆柱状；

容值：

叠层电容范围：0.00001UF到100UF；一般是这么大，具体的看每个厂家设计。

尺寸/封装：

0402,0603,0805,1206,1210,1810,1812,2010,2512，2220
上面标注的尺寸是所有的贴片电容封装尺寸，对于常见的消费类电子产品，其实正常或者常见的封装

尺寸如下几种：
0402,0603,0805,1206，为什么呢，为了便于携带，电子产品越来越小型化，而对应的PCB板以及PCBA板确实是寸土寸金，所以一般用到前面几种，最常用的也就是0402、0603、0805，所以在选择时，不要想当然，说你要多少容量的什么封装的，毕竟封装和容值在电容封装规范里面是有规定的
（比如说，你要一个0402封装的电容，还非要是100uf，对于瓷片电容来说，那就是异想天开了）。

如下图：为封装尺寸说明，英尺对应的mm（注意inch和mm之间的差异）
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注意：0603inch和0603mm之间的差异。

电容的精度：

这个指的是容值的误差，一般容值越小，精度会越高一点。
电容的精度，容量越小，精度相对来讲越高。（比如你要求10pF的电容），给你精度20%，你试试，10pF的立马缩水成8pF，显然不行的。特别是对于CPU晶振的负载电容，要求精度高，不然会产生频偏问题。（还有射频电路相关的电路应用上，在此不多说）。
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电容的耐压值：

常见的耐压值如上图，且这个耐压值是厂商定的，一般的实际正常耐压值要大于这个值。就像你用20V的电压加在10V耐压电容上，其实电容也不一定会很快坏掉。但是比如电容耐压是10V，那么工作在5V和7.2V的电路里面，电容实际容值是存在差异的。
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电容的厚度/高度：

各厂商可能不一致，厚度会影响消费类电子的体积大小，就像你要把手机做薄一些，你用很厚的电容当然不行，根据产品类型，只能选择薄、小封装的电容。
也是值得注意的一点，在有些产品类型里面，电容高度及排布有时也会影响到自然冷却时的空气自然对流风路。
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电容封装引线；

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如上图为电容封装引脚引线，有银的、铜的或者电镀的，便宜和贵明眼人一下就看的出。但是哪种类型的，取决于对于可靠性的要求。这个材质会影响电容的寄生参数，在高频下还是影响比较大的。

注意封装耐压和容量的关系；

这个很好理解，就是容量做大，必须要体积大或者电容平行极板的距离小；但是距离小了，耐压值其实就不能做到很大，就是存在制约关系。
且实际的生产工艺也不允许，MLCC是由一层一层压制而成的，一定体积下容纳的层数也是一定的，太近的话，容量可以，但是耐压值不够。
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温度对电容的影响

温度特性

按美国电工协会（EIA）标准，不同介质材料的MLCC按温度稳定性分成两类：
I类超稳定级 – 为C0G或NP0 （注意是零不是哦），对应国标CC系列。
II类稳定级的 – 为X7R或X5R；II类能用级的介质材料Y5V、Z5U，对应国标CT。

I类电容

1.温度补偿特性的单片陶瓷电容器（介电常数为几百）
EIA（美国电子工业协会）标准采用“字母+数字+字母” 这种代码形式来表示Ⅰ类陶瓷温度系数，如C0G，注意中间是“零”，大家常见写成COG；NP0（Negative-Positive-Zero）IEC（国际电工委员会）标准；

C0G（C 表示电容温度系数的有效数字为 0 ppm/℃；0 表示有效数字的倍乘因数为 -1（即10的0次方）；G 表示随温度变化的容差为 ±30ppm）。
其他的组合只是不常见，但是具体可以根据下图来自行计算：
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依据上表计算下来，C0G电容最终的TCC为：0×（-1）ppm/℃±30ppm/℃。而相应的其他Ⅰ类陶瓷的温度系数，例如U2J电容，计算下来则为：-750 ppm/℃±120 ppm/℃。

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如上图所示及该材质电容的特性：温度特性平稳，容值小，价格高，常用于谐振回路。
这类电容容量大多数在1000pF以下，该类电容的主要低功耗性能指标是损耗角正切值tanφ（DF值），常见的该种电容的精度一般在10%以及以下:
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NP0是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器，它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的；在温度从-55℃到 125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。
所以这些常见的用在是射频电路里面：WIFI模块及外围电路；BT电路模组及外围电路；GPS模组及外围电路等射频调制电路。因为这些模块较容易发热，温度升高，容量变化较大会影响电路性能，所以使用温度补偿型电容，在一定温度范围内，容值稳定，电性能基本不变。

II类电容

1.温度稳定型的陶瓷电容器（稳定级）
X7R温度范围：-55–125℃
X5R温度范围：-55–85℃
介电常数大，容量比较高，容量变化受温度影响。常用于电源滤波等；
区别主要还在于温度范围和容值随温度的变化特性上。下表提示了这些代号的含义。
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以X7R为例（X 代表电容最低可工作在 -55℃；7 代表电容最高可工作在 +125℃；R 代表容值随温度的变化为 ±15%）

同样的，Y5V正常工作温度范围在-30℃～+85℃, 对应的电容容量变化为+22～-82%；而Z5U 正常工作温度范围在+10℃～+85℃，对应的电容容量变化为+22～-56%。
容值在1000pF以上，该类电容在低功耗时主要性能是等效串联电阻ESR，X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化
而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。

2.温度限制的通用电容器（可用型）
Y5V
温度限制的通用电容器，在-30℃到85℃范围内其容量变化可达22%到-82%。
便宜精度不高的电路，低成本的。
Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器
Z5U
在10-85℃的范围内，电容的容量变化范围可以达到22%到-56%。
温度特性大、容值大、成本低。
尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。
如下为几种常见的电容容值随着温度变化曲线：
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