【導讀】電容器的主要參數有標稱容量與允許偏差、額定工作電壓、絕緣電阻、溫度系數、電容器損耗和頻率特性等。大家在挑選電容器的時候一定要注意這些電容器的主要參數，這些參數可以決定一個電容器能否完成任務。
1、 標稱電容量和允許偏差
標稱電容量是標志在電容器上的電容量。
電解電容器的容值，取決于在交流電壓下工作時所呈現的阻抗。因此容值，也就是交流電容值，隨著工作頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。在標準JISC 5102 規定：鋁電解電容的電容量的測量條件是在頻率為 120Hz，最大交
流電壓為 0.5Vrms，DC bias 電壓為1.5 ～ 2.0V 的條件下進行。可以斷言，鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。
電容器中存儲的能量
E = CV^2/2
電容器的線性充電量
I = C （dV/dt）
電容的總阻抗（歐姆）
Z = √ ［ RS^2 + （XC – XL）^2 ］
容性電抗（歐姆）
XC = 1/（2πfC）
電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍稱精度。
精度等級與允許誤差對應關系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%）
一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級，根據用途選取。
2、額定電壓
在最低環境溫度和額定環境溫度下可連續加在電容器的最高直流電壓有效值，一般直接標注在電容器外殼上，如果工作電壓超過電容器的耐壓，電容器擊穿，造成不可修復的永久損壞。
3、絕緣電阻
直流電壓加在電容上，并產生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻。
當電容較小時，主要取決于電容的表面狀態，容量〉0.1uf 時，主要取決于介質的性能，絕緣電阻越大越好。
電容的時間常數：為恰當的評價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數，他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。
4、損耗
電容在電場作用下，在單位時間內因發熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規定了其在某頻率范圍內的損耗允許值，電容的損耗主要由介質損耗，電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。
在直流電場的作用下，電容器的損耗以漏導損耗的形式存在，一般較小，在交變電場的作用下，電容的損耗不僅與漏導有關，而且與周期性的極化建立過程有關。
5、頻率特性
隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現下降的規律。
電容器參數的基本公式
6、 相位角 Ф
理想電容器：超前當前電壓 90度
理想電感器：滯后當前電壓 90度
理想電阻器：與當前電壓的相位相同
7、耗散系數 （%）
損耗角正切值 Tan δ
在電容器的等效電路中，串聯等效電阻 ESR 同容抗 1/ωC 之比稱之為 Tan δ， 這里的 ESR 是在 120Hz 下計算獲得的值。顯然，Tan δ 隨著測量頻率的增加而變大，隨測量溫度的下降而增大。
D.F. = tan δ （損耗角）= ESR / Xc = （2πfC）（ESR）
損耗因數，因為電容器的泄漏電阻、等效串聯電阻和等效串聯電感，這三項指標幾乎總是很難分開，所以許多電容器制造廠家將它們合并成一項指標，稱作損耗因數，主要用來描述電容器的無效程度。損耗因數定義為電容器每周期損耗能量與儲存能量之比。又稱為損耗角正切。
圖1中，電容的泄露電阻Rp、有效串聯電阻Rs和有效串聯電感L式寄生元件，可能會降低外部電路的性能。一般將這些元件的效應合并考慮，定義為損耗因數或DF。
電容的泄漏是指施加電壓時流過電介質的微小電流。雖然模型中表現為與電容并聯的簡單絕緣電阻Rp，但實際上泄露與電壓并非線性關系。制造商常常將將泄漏規定為 MΩ-μF 積，用來描述電介質的自放電時間常數，單位為秒。其范圍介于 1 秒或更短與數百秒之間，前者如鋁和鉭電容，后者如陶瓷電容。玻璃電容的自放電時間常數為 1,000 或更大；特氟龍和薄膜電容（聚苯乙烯、聚丙烯）的泄漏性能最佳，時間常數超過 1,000,000 MΩ-μF。對于這種器件，器件外殼的表面污染或相關配線、物理裝配會產生泄漏路徑，其影響遠遠超過電介質泄漏。
有效串聯電感 ESL（圖 1）產生自電容引腳和電容板的電感，它能將一般的容抗變成感抗，尤其是在較高頻率時；其幅值取決于電容內部的具體構造。管式箔卷電容的引腳電感顯著大于模制輻射式引腳配置的引腳電感。多層陶瓷和薄膜電容的串聯阻抗通常最低，而鋁電解電容的串聯阻抗通常最高。因此，電解電容一般不適合高頻旁路應用。
電容制造商常常通過阻抗與頻率的關系圖來說明有效串聯電感。不出意料的話，這些圖會顯示：在低頻時，器件主要表現出容性電抗；頻率較高時，由于串聯電感的存在，阻抗會升高。
有效串聯電阻 ESR（圖 1 的電阻 Rs）由引腳和電容板的電阻組成。如上文所述，許多制造商將 ESR、ESL 和泄漏的影響合并為一個參數，稱為“損耗因數”或 DF。損耗因數衡量電容的基本無效性。制造商將它定義為每個周期電容所損失的能量與所存儲的能量之比。特定頻率的等效串聯電阻與總容性電抗之比近似于損耗因數，而前者等于品質因數 Q 的倒數。
損耗因數常常隨著溫度和頻率而改變。采用云母和玻璃電介質的電容，其 DF 值一般在 0.03% 至 1.0% 之間。室溫時，陶瓷電容的 DF 范圍是 0.1% 至 2.5%。電解電容的 DF 值通常會超出上述范圍。薄膜電容通常是最佳的，其 DF 值小于 0.1%。
8、品質因素
Q = cotan δ = 1/ DF
9、等效串聯電阻ESR（歐姆）
ESR = （DF） Xc = DF/ 2πfC
10、功率消耗
Power Loss = （2πfCV2） （DF）
11、功率因數
PF = sin δ （loss angle） – cos Ф （相位角）
12、阻抗 Z
在特定的頻率下，阻礙交流電流通過的電阻即為所謂的阻抗（Z）。它與電容等效電路中的電容值、電感值密切相關，且與 ESR 也有關系。
Z = √ ［ESR^2 + （XL - XC）^2 ］
式中，XC = 1 / ωC = 1 / 2πfC
XL = ωL = 2πfL
電容的容抗（XC）在低頻率范圍內隨著頻率的增加逐步減小，頻率繼續增加達到中頻范圍時電抗（XL）降至 ESR 的值。當頻率達到高頻范圍時感抗（XL）變為主導，所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。
13、漏電流
電容器的介質對直流電流具有很大的阻礙作用。然而，由于鋁氧化膜介質上浸有電解液，在施加電壓時，重新形成的以及修復氧化膜的時候會產生一種很小的稱之為漏電流的電流。通常，漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。
14、紋波電流和紋波電壓
在一些資料中將此二者稱做“漣波電流”和“漣波電壓”，其實就是 ripple current，ripple voltage。 含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。 它們和ESR 之間的關系密切，可以用下面的式子表示：
Urms = Irms × R
式中，Vrms 表示紋波電壓，Irms 表示紋波電流，R 表示電容的ESR
由上可見，當紋波電流增大的時候，即使在 ESR 保持不變的情況下，漣波電壓也會成倍提高。換言之，當紋波電壓增大時，紋波電流也隨之增大，這也是要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流后，由于電容內部的等效串連電阻（ESR）引起發熱，從而影響到電容器的使用壽命。一般的，紋波電流與頻率成正比，因此低頻時紋波電流也比較低。
各種電容關鍵參數：
1、 鋁電解電容器
用浸有糊狀電解質的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成，薄的化氧化膜作介質的電容器。因為氧化膜有單向導電性質，所以電解電容器具有極性。容量大，能耐受大的脈動電流，容量誤差大，泄漏電流大；普通的不適于在高頻和低溫下應用，不宜使用在25kHz 以上頻率低頻旁路、信號耦合、電源濾波。
電容量：0.47--10000u
額定電壓：6.3--450V
主要特點：體積小，容量大，損耗大，漏電大
應用：電源濾波，低頻耦合，去耦，旁路等
2、 鉭電解電容器（CA）鈮電解電容（CN）
用燒結的鉭塊作正極，電解質使用固體二氧化錳溫度特性、頻率特性和可靠性均優于普
通電解電容器，特別是漏電流極小，貯存性良好，壽命長，容量誤差小，而且體積小，單位體積下能得到最大的電容電壓乘積對脈動電流的耐受能力差，若損壞易呈短路狀態超小型高可靠機件中。
電容量：0.1--1000u
額定電壓：6.3--125V
主要特點：損耗、漏電小于鋁電解電容
應用：在要求高的電路中代替鋁電解電容
3、 薄膜電容器
結構與紙質電容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質頻率特性好，介電損
耗小不能做成大的容量，耐熱能力差濾波器、積分、振蕩、定時電路。
a 聚酯（滌綸）電容（CL）
電容量：40p--4u
額定電壓：63--630V
主要特點：小體積，大容量，耐熱耐濕，穩定性差
應用：對穩定性和損耗要求不高的低頻電路
b 聚苯乙烯電容（CB）
電容量：10p--1u
額定電壓：100V--30KV
主要特點：穩定，低損耗，體積較大
應用：對穩定性和損耗要求較高的電路
c 聚丙烯電容（CBB）
電容量：1000p--10u
額定電壓：63--2000V
主要特點：性能與聚苯相似但體積小，穩定性略差
應用：代替大部分聚苯或云母電容，用于要求較高的電路
4、 瓷介電容器
穿心式或支柱式結構瓷介電容器，它的一個電極就是安裝螺絲。引線電感極小，頻率特
性好，介電損耗小，有溫度補償作用不能做成大的容量，受振動會引起容量變化特別適于高頻旁路。
a 高頻瓷介電容（CC）
電容量：1--6800p
額定電壓：63--500V
主要特點：高頻損耗小，穩定性好
應用：高頻電路
b 低頻瓷介電容（CT）
電容量：10p--4.7u
額定電壓：50V--100V
主要特點：體積小，價廉，損耗大，穩定性差
應用：要求不高的低頻電路
5、 獨石電容器
（多層陶瓷電容器）在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料，疊合后一次繞結成一塊不可分割的整體，外面再用樹脂包封而成小體積、大容量、高可靠和耐高溫的新型電容器，高介電常數的低頻獨石電容器也具有穩定的性能，體積極小，Q 值高容量誤差較大噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路。
容量范圍：0.5PF--1UF
耐壓：二倍額定電壓。
電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩定，耐高溫耐濕性好等。
應用范圍：廣泛應用于電子精密儀器。各種小型電子設備作諧振、耦合、濾波、旁路。
6、 紙質電容器
一般是用兩條鋁箔作為電極，中間以厚度為0.008～0.012mm 的電容器紙隔開重疊卷繞而成。制造工藝簡單，價格便宜，能得到較大的電容量。
一般在低頻電路內，通常不能在高于3～4MHz 的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質。電容器高，穩定性也好，適用于高壓電路。
7、 微調電容器
電容量可在某一小范圍內調整，并可在調整后固定于某個電容值。 瓷介微調電容器的Q 值高，體積也小，通常可分為圓管式及圓片式兩種。 云母和聚苯乙烯介質的通常都采用彈簧式東，結構簡單，但穩定性較差。 線繞瓷介微調電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動電容量的，故容量只能變小，不適合在需反復調試的場合使用。
a 空氣介質可變電容器
可變電容量：100--1500p
主要特點：損耗小，效率高；可根據要求制成直線式、直線波長式、直線頻率式及對數式等
應用：電子儀器，廣播電視設備等
b 薄膜介質可變電容器
可變電容量：15--550p
主要特點：體積小，重量輕；損耗比空氣介質的大
應用：通訊，廣播接收機等
c 薄膜介質微調電容器
可變電容量：1--29p
主要特點：損耗較大，體積小
應用：收錄機，電子儀器等電路作電路補償
d 陶瓷介質微調電容器
可變電容量：0.3--22p
主要特點：損耗較小，體積較小
應用：精密調諧的高頻振蕩回路
8、 陶瓷電容器
用高介電常數的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質，并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。 具有小的正電容溫度系數的電容器，用于高穩定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，或對穩定性和損耗要求不高的場合〈包括高頻在內〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因為它們易于被脈沖電壓擊穿。高頻瓷介電容器適用于高頻電路。
9、 玻璃釉電容器（CI）
由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成，介質再以銀層電極經燒結而成“獨石”結構性能可與云母電容器媲美，能耐受各種氣候環境，一般可在200℃或更高溫度下工作，額定工作電壓可達500V，損耗tgδ0.0005～0.008
電容量：10p--0.1u
額定電壓：63--400V
主要特點：穩定性較好，損耗小，耐高溫（200 度）
應用：脈沖、耦合、旁路等電路
推薦閱讀：
