片狀電容器的參數標註、分類及使用方法介紹

片狀電容器的參數標註、分類及使用方法介紹

電子設計 發表於 2018-09-11 09:16:00

片狀電容器也稱貼片式電容器，常用的有：片狀多層陶瓷電容器、高頻圓柱狀電容器、片狀絛綸電容器、片狀電解電容器、片狀鉭電解電容器、片狀微調電容器等。

1. 片狀電容器容量和允差標註

（1）片狀陶瓷電容的標識

片狀陶瓷電容容量的標識碼經常由一個或兩個字母及一位數字組成。當標識碼是兩個字母時，第一個字母標識生產廠商代碼，例如：當第一個字母是K 時，表示此片狀陶瓷電容是由Kemet 公司生產的。三位代碼的第二個字母或兩位代碼的第一個字母代表電容器容量中的有效數字，字母與有效數字的對應關係如表1所示。代碼中最後的數字代表有效數字後，乘以10 的次方數，最後計算結果得到的電容量單位為pF.例如：

當貼片電容上的標識是S3 時，查表1 可知，"S"所對應的有效數字為4.7,代碼中的"3"表示倍率為103,因此，S3 表示此電容的容量為4.7×103 pF 或4.7 nF,而製造廠商不明。再如：某貼片電容上的標識為KA2,K 表示此電容由Kemet 公司生產，A2 表示容量為1.0×102 pF,即100 pF.

表1 電容的標識字母與有效數字的對應關係

有些片狀陶瓷電容的容量採用3 位數標識，單位為pF.前兩位為有效數，後一位數為加的零數。若有小數點，則用P 表示。如1P5 表示1.5 pF,100 表示10 pF等。

允差（即允許誤差）用字母表示，C 為±0.25 pF,D為±0.5 pF,F 為± 1% ,J 為±5% ,K 為±10% ,M為±20%,I 為-20%~80%.

（2）片狀電解電容的標識

片狀電解電容的代碼中需要標註出的參數主要有容量和耐壓值，比如：10V6 代表電解電容的容量為10μF,耐壓值為6 V.有時在片狀電解電容中不使用這種直接標註方法，而使用"代碼法".通常片狀電解電容使用的代碼由1 個字母和3 個數字組成，字母指示出電解電容的耐壓值，而3 個數字用來標明電解電容的電容量。電容量是用pF 來表示的，第1、2 位數字代表電容量的有效數字，第3 位數字代表有效數字後，乘以10 的倍率。片狀電解電容上面的指示條標明此端為電解電容的正極。片狀電解電容代碼中字母與耐壓值的對應關係如表2 所示。

表2 片狀電解電容代碼與耐壓值的關係

例如，若某一電解電容的標識代碼為A475,則A表示耐壓值為10 V,47 表示電容量的有效數字為47,代碼中的5 代表105,則此片狀電解電容的容量為47×105 pF=4.7×106 pF=4.7 μF.

2. 常見片狀電容器

（1）片狀多層陶瓷電容器

片狀多層陶瓷電容器又稱片狀獨石電容器，是片狀電容器中用量最大、發展最為迅速的一種。若採用的介質材料不同，其溫度特性、額定工作電壓及工作溫度範圍也不同。該電容器的外形與結構如圖1 所示。

片狀多層陶瓷電容器內部由多層陶瓷組成介質層，兩端頭由多層金屬組成。

電容器的溫度特性由介質決定，片狀多層陶瓷電容器的介質材料主要有以下幾種：

①COG（NPO）：COG（NPO）屬Ⅰ類材料。其性能最穩定，基本上不隨電壓、時間變化，受溫度變化影響也極小，是超穩定型、低損耗電容器介質材料。適用於要求較高的高頻、特高頻及甚高頻電路。該類電容器容量較小，一般以2200 pF 以下為主。

圖1 片狀多層陶瓷電容器外形與結構示圖

②X7R:X7R 屬Ⅱ類材料。其容量隨溫度、電壓、時間改變，但變化不顯著，屬於穩定性電容器介質材料。

用該材料做成的電容器適用於隔直、耦合、旁路、濾波等電路。該類電容器容量多為100 pF~2.2 μF.

③Y5V:Y5V 屬Ⅲ類材料。具有很高的介電常數，可生產電容量較大的電容器。它屬於低頻通用性電容器材料，適用於對電容器容量變化要求不高、損耗要求不太嚴格的電路。該類電容器容量為1000 pF~10 μF,但目前市場上超過2.2 μF 的就較難買到了。

（2）高頻圓柱狀電容器

常用的高頻圓柱狀電容器有：0603、0805 及1206幾種，其電容量、允差及耐壓值如表3所示。

表3 高頻圓柱狀電容器電容量、允差及耐壓值

（3）片狀滌綸電容器

片狀滌綸電容器是有機薄膜電容器中的一種，具有較好的穩定性和低失效率的特性，主要用於消費類電子產品中。該電容器常用的電容量為1000 pF~0.15 μF,耐壓值為50 V,工作溫度範圍為-40℃~+85℃，電容允差為±10%~±20%.

（4）片狀鋁電解電容器

片狀鋁電解電容器有立式及臥式兩種，如圖2 所示。

圖2 片狀鋁電解電容器示圖

由於鋁電解電容器是以陽極鋁箔、陰極鋁箔和襯墊材卷繞而成的，所以片狀鋁電解電容器基本上是在小型化鋁電解電容器上加了一個帶電極的底座結。臥式結構是將電容器橫倒，它的高度尺寸小一些，但佔印製板面積較大。一般鋁電解電容器僅適用於低頻電路，目前一些DC/DC 變換器的工作頻率可達幾百千赫到幾兆赫，則可選用三洋公司商標為DS-CON 的有機半導體鋁固體電解電容器，它具有較好的頻率特性，但價格較貴。

（5）片狀鉭電解電容器

片狀鉭電解電容器的尺寸比片狀鋁電解電容器小，並且性能更好，如漏電小、負溫性能好、等效串聯電阻（ESR）小、高頻性能優良，所以應用越來越廣。除消費類電子產品外，也應用於通信、電子儀器、儀表、汽車電器、辦公室自動化設備等，但價格要比片狀鋁電解電容器貴。常用的片狀鉭電解電容器為塑封，其外形如圖3所示。

片狀鉭電解電容器的耐壓值範圍為4~50 V;電容量為0.1~470 μF,常用的範圍為1~100 μF、10~25 V;工作溫度範圍為-40℃~+125℃；其允差為±10%~±20%.

圖3 常用的片狀鉭電解電容器示圖

片狀鉭電解電容器的頂面有一條黑色線，是正極性標誌。此外頂面上還有電容容量代碼和耐壓值，如圖4 所示。

圖4 片狀鉭電解電容器頂面示圖

（6）片狀微調電容器

片狀微調電容器在電路中具有微細調節和墊整的功能，在高頻電路中得到廣泛的應用。常用的片狀微調電容器有超小型、小型薄型和封閉型三種。

①超小型片狀微調電容器：超小型片狀微調電容器有方形及圓形兩類，底面積僅3.2×2.3 mm,是目前市場上尺寸最小的一種。該微調電容器漂移很小，具有很高的穩定性， 工作溫度範圍為-25℃~+85℃， 溫度係數為500×10-6/℃。

②小型、薄型片狀微調電容器：小型、薄型片狀微調電容器採用隱瓷做基片，高頻特性好，在手機上廣泛使用。生產廠家以日本村田及AVX 公司為常見。其電容容量有5 種， 分別為1.4~3.0 pF、2.0~6.0 pF、3.0~10.0 pF、5.0~20 pF 及6.5~30 pF.

③封閉型片狀微調電容器：封閉型片狀微調電容器有3 種不同結構：A 型、B 型及E 型，如圖5 所示。A、B型均為頂調，差別是引腳不同，即A 型引腳向裡，B 型引腳向外。E 型為底調型，印製板上要開φ3.2 的調節孔。它們的外形尺寸相同（4.5 mm×4 mm×3 mm）。電容量及性能基本上與小型薄型片狀微調電容器相同。

圖5 封閉型片狀電容器示圖

在日本的片狀微調電容器中，在定片上有色標，用顏色來區分電容量大小：0.6~3.0 pF （棕色）、2.5~6.0 pF（藍色）、3.0~10.O pF（白色）、4.0~20 pF（紅色）、6.0~30 pF（綠色）。

以上介紹的電容器均為通用電容器，實際上根據電路的特殊需要，各知名電容器廠家生產了不少特殊的電容器及一些新的電容器產品，性能更好，尺寸更小，如高頻微調電容器等，這裡不再一一介紹。

3. 片狀電容器的使用

（1）電容器的工作電壓必須低於額定電壓，不得超過額定電壓使用。例如：工作電壓為12 V 時，可選額定電壓16~25 V;工作電壓為5 V 時，可選6~10 V;工作電壓為3.3 V 時，可選4~6 V.另外，電容器的電容量還與耐壓值有關。例如：片狀鉭電容耐壓4~50 V,0.1~4.7 μF 小容量電容有額定電壓為50 V 的，而10 μF 以上、耐壓值高於25 V 的就很少見到。因此，在進行電路設計時應引起注意。

（2）應合理地選擇電容器精度及材料類別。市售的片狀電容器的精度在0.01 μF以下的，其精度可達J級（±5%）；在0.01 μF以上，則J 級較少，以K 級（±10%）居多；在0.1 μF 以上，則以M 級（±20%）為主。

例如，在諧振迴路中，為保證性能穩定，要採用COG I類材料及J 級片狀多層陶瓷電容器；如在IC 的電源正端往往要連接一個0.1 pF 的旁路電容，則可選Ⅲ類材料、M 級精度的片狀多層陶瓷電容器。這樣既能保證產品精度要求，又能降低產品成本。

③市場上尺寸代碼為0805 片狀電容器的容量規格（系列）最齊全，而0603 一些的容量可能會缺貨。在生產批量不太大時，為防止市場缺貨而影響生產，可以將焊盤稍作延伸，使它能適用於0603 及0805,避免造成因缺件而停產。

④片狀多層陶瓷電容器都是卷裝的，型號在帶盤上，而電容器上無任何標誌。雖然可以用測量方法知道其容量，但很難區別材料類別的精度等級。因此在使用過程中，特別是手工裝配時務必小心。

⑤敞開式片狀微調電容器不能用波峰焊，而封閉式片狀微調電容器可用波峰焊。

⑥在國外的不少電路圖中，往往可見"OS-CON"商標的電解電容器，它就是日本SANYO（三洋）公司生產的有機半導體鋁固體電解電容器。它最大的待點是：雖然是電解電容器，但卻有與薄膜電容器相同的高頻特性；其次是等效串聯電阻小，並且對溫度不敏感；第三是可通過更大的紋波電流。例如：用30 μH 電感及1500 μF/10 V 鋁電解電容器組成LC 濾波器時，若採用OS-CON 電解電容（L 不變），只要用22 μF/2OV的電容就可以達到效果。

另外，有可能看到一個大容量的普通的鋁電解電容器並聯一個小容量OS-CON 電解電容。這是因為OS-CON 的ESR 低，並聯後其ESR 更低，但小容量的OS-CON 電容器卻可通過大部分的紋波電流，從而獲得極好的濾波效果，使輸出紋波電壓減小很多，並且可減少損耗。

⑦片狀電容器普遍採用多層結構，在使用時有些人採用烙鐵手工焊接，此時一定要注意焊接速度，避免過熱，造成基化端頭因溫差大而斷裂，使容量下降。

⑧片狀電容器使用的是陶瓷基片，薄而脆。有些電路板較薄，安裝時受力不均勻會變形，很容易造成電容器折斷。解決的方法：除了改進設計工藝外，還可在容易造成折斷的地方改用管狀電容，因為管狀電容強度高，不易折損。

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