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深圳氮 气制氮机设备之半导体行业电容器基础知识详解

来源: admin 浏览:479 发布日期:2018.12.06 [ ]

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一、基础知识
电容器 是一种储能元件,在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。电容器通常叫做电容。  按其结 构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。

 1. 常用电 容的结构和特点
常用的 电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等。

 铝电解电容
它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一 片弯曲的铝带做正极制成。还需要 经过直流电压处理,使正极 片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大,但是漏电大,误差大,稳定性差,常用作 交流旁路和滤波,在要求 不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分,使用时不能接反。有正负极性,使用的时候,正负极不要接反。

 纸介电容
用两片金属箔做电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆 柱形或者扁柱形芯子,然后密 封在金属壳或者绝缘材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中制成。它的特点是体积较小,容量可以做得较大。但是有 固有电感和损耗都比较大,用于低频比较合适。

 金属化纸介电容
结构和 纸介电容基本相同。它是在 电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频电路中。

 油浸纸介电容
它是把 纸介电容浸在经过特别处理的油里,能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高,但是体积较大。

 玻璃釉电容 
以玻璃釉作介质,具有瓷 介电容器的优点,且体积更小,耐高温。陶瓷电 容用陶瓷做介质,在陶瓷 基体两面喷涂银层,然后烧 成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小,耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路。铁电陶 瓷电容容量较大,但是损 耗和温度系数较大,适宜用于低频电路。

 薄膜电容
结构和纸介电容相同,介质是 涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好,适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容,介质损耗小,绝缘电阻高,但是温度系数大,可用于高频电路。

 云母电容
用金属 箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和 云母一层一层叠合后,再压铸 在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特 点是介质损耗小,绝缘电阻大、温度系数小,适宜用于高频电路。

 钽、铌电解电容 
它用金 属钽或者铌做正极,用稀硫 酸等配液做负极,用钽或 铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要 求较高的设备中。

 半可变电容
也叫做微调电容。它是由 两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。调节的 时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。

可变电容
它由一 组定片和一组动片组成,它的容 量随着动片的转动可以连续改变。把两组 可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。可变电 容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介 质可变电容体积大,损耗小,多用在 电子管收音机中。聚苯乙 烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在 晶体管收音机中。

 2. 主要性能指标 
标称容量和允许误差:电容器 储存电荷的能力,常用的单位是F、uF、pF。电容器 上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器 的标称容量和它的实际容量会有误差。一般,电容器 上都直接写出其容量,也有用 数字来标志容量的,通常在容量小于10000pF的时候,用pF做单位,大于10000pF的时候,用uF做单位。为了简便起见,大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。没有小数点的,它的单位是pF,有小数点的,它的单位是uF。如有的电容上标有“332”(3300pF)三位有效数字,左起两 位给出电容量的第一、二位数字,而第三 位数字则表示在后加0的个数,单位是pF。

 额定工作电压:在规定 的工作温度范围内,电容长期可靠地工作,它能承 受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做 电容的直流工作电压。如果在交流电路中,要注意 所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。常用的 固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。

 绝缘电阻:由于电 容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在1000兆欧以上,电容两 极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻,大小是 额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。漏电电阻越小,漏电越严重。电容漏 电会引起能量损耗,这种损 耗不仅影响电容的寿命,而且会 影响电路的工作。因此,漏电电阻越大越好。

 介质损耗:电容器 在电场作用下消耗的能量,通常用 损耗功率和电容器的无功功率之比,即损耗 角的正切值表示。损耗角越大,电容器的损耗越大,损耗角 大的电容不适于高频情况下工作。

 4.选用常识 
电容在 电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中,电容的 耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候,还要注 意正负极不要接反。 不同电 路应该选用不同种类的电容。揩振回 路可以选用云母、高频陶瓷电容,隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波可 以选用电解电容,旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。电容在 装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象,并且核对它的电容值。安装的时候,要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到,以便核实。

 二、电容器 检测的一般方法

1.固定电容器的检测.
    A 检测10pF以下的小电容 。因10pF以下的 固定电容器容量太小,用万用表进行测量,只能定 性的检查其是否有漏电,内部短路或击穿现象。测量时,可选用万用表R×10k挡,用两表 笔分别任意接电容的两个引脚,阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零,则说明 电容漏电损坏或内部击穿。

    B 检测10PF~0 01μF固定电 容器是否有充电现象,进而判断其好坏。万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上,且穿透电流要小。可选用3DG6等型号 硅三极管组成复合管。万用表 的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复 合三极管的放大作用,把被测 电容的充放电过程予以放大,使万用 表指针摆幅度加大,从而便于观察。应注意的是:在测试操作时,特别是 在测较小容量的电容时,要反复 调换被测电容引脚接触A、B两点,才能明 显地看到万用表指针的摆动。C 对于0 01μF以上的固定电容,可用万用表的R×10k挡直接 测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根 据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。

 2.电解电容器的检测
A: 因为电 解电容的容量较一般固定电容大得多,所以,测量时,应针对 不同容量选用合适的量程。根据经验,一般情况下,1~47μF间的电容,可用R×1k挡测量,大于47μF的电容可用R×100挡测量。
B: 将万用 表红表笔接负极,黑表笔接正极,在刚接触的瞬间,万用表 指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡,容量越大,摆幅越大),接着逐渐向左回转,直到停在某一位置。此时的 阻值便是电解电容的正向漏电阻,此值略 大于反向漏电阻。实际使用经验表明,电解电 容的漏电阻一般应在几百kΩ以上,否则,将不能正常工作。在测试中,若正向、反向均无充电的现象,即表针不动,则说明 容量消失或内部断路;如果所 测阻值很小或为零,说明电 容漏电大或已击穿损坏,不能再使用。C 对于正、负极标 志不明的电解电容器,可利用 上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任 意测一下漏电阻,记住其大小,然后交 换表笔再测出一个阻值。两次测 量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。D 使用万用表电阻挡,采用给 电解电容进行正、反向充电的方法,根据指 针向右摆动幅度的大小,可估测 出电解电容的容量。

 3.可变电容器的检测
A: 用手轻轻旋动转轴,应感觉十分平滑,不应感 觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时,转轴不 应有松动的现象。B 用一只手旋动转轴,另一只 手轻摸动片组的外缘,不应感 觉有任何松脱现象。转轴与 动片之间接触不良的可变电容器,是不能再继续使用的。C 将万用表置于R×10k挡,一只手 将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端,另一只 手将转轴缓缓旋动几个来回,万用表 指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中,如果指针有时指向零,说明动 片和定片之间存在短路点;如果碰到某一角度,万用表 读数不为无穷大而是出现一定阻值,说明可 变电容器动片与定片之间存在漏电现象。

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