硬件基础知识-电容分类

1.电容器的分类和功能
电容器由两个金属极组成，中间夹有绝缘材料(介质)。由于绝缘材料的不同，电容器的类型也不同
按结构划分：固定电容、可变电容、微调电容；
介质材料分为：气体介质电容、液体介质电容、无机固体介质电容、有机固体介质电容。
按极性分为：极性电容和无极性电容。 最常见的是电解电容。
电容作用：电容在电路中具有隔断直流电，通过交流电的作用（隔直通交），因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路和信号调谐等。

二、电容单位

电容器的基本单位是：F 除此之外，还有法律μF（微法）、nF(用的少)pF由于电容，(皮法) F 容量很大，所以我们通常看到μF、nF、pF单位，而不是F单位。 它们之间的具体转换如下：

1F＝1000000μF

1μF=1000nF=1000 000pF

3.电容器的耐压值(单位:V）

电容器具有其耐压值，是电容器的重要参数之一。
标称耐压值为普通无极电容器：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等；
有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低，一般标称耐压值为：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

在智能硬件和物联网产品中，工作电压不高，其常用电容主要分为陶瓷电容、电解电容和钽电容。

陶瓷电容结构图

电解电容的结构图

不管是什么电容，两组金属片都夹着一层介质。陶瓷电容交错放置金属片，电解电容将金属片卷成柱状。

片状陶瓷电容器

贴片陶瓷电容器

陶瓷电容，Multilayer Ceramic Capacitor（MLCC），陶瓷电容器的电介质是陶瓷，所以它被称为陶瓷电容器。陶瓷电容值小，电压高，尺寸小，高频性能好，不区分正负极。在强电力产品上，左侧有更多的插入式片状陶瓷电容器。物联网和智能硬件弱电力产品几乎都使用右侧的片状陶瓷电容器。

陶瓷电容器通常用于去耦、滤波等场景。

陶瓷电容有很多种材料，NP0、C0G、Y5V、X5R、X7R等，不同的陶瓷材料。主要区别在于温飘不同。NP0和C0G电容值几乎不会随温度而变化。随着温度的变化，其他几种类型的容量会发生很大的变化（但对消费品的滤波器几乎没有影响）。

铝电解电容

固态电解电容

电解电容器，铝壳包装，内部有一卷电极片，里面有一张浸泡在电解液中的纸。如果电解质是液体的，它是液体电解电容器，如果它是固体的，它是固体电解电容器。如上图所示，前面是液体的，后面是固体的。

电解电容器容量高，电压高，尺寸大，高频性能差，使用寿命一般，有正负极。通常用于电源稳压。CPU和GPU周围的电解电容都是为了稳定这些耗电大户的压力。

如果仔细观察，可以看到左侧液体电解电容头顶有一个十字形凹槽，因为当电解电容器在高温、高压、高强度充放电时，可能会因为内部温度升高和电解液沸腾而爆炸。预冲压槽是人工应力的弱点。一旦压力升高，将首先冲洗槽，以减少内部储存的压力，以免剧烈爆炸，以免伤害人。

固体电容是固体电解质，不会沸腾爆炸，所以不需要防爆槽。

钽电容

钽电容器，钽电容器也是一种电解电容器，用金属钽代替电解液，属于固态电解电容器。

钽电容值高，电压低，尺寸小，高温特性好，使用寿命长，可分为正负极。通常用于低压紧凑型设备的电源滤波器和音频滤波器。例如，一些钽电容器将用于手机，并且有许多计算机。

钽电容最大缺点是贵，比铝电解电容贵3倍上面。因为大部分都是金黄色的，钽电容被戏称为金豆。陶瓷电容不容易达到1000uF上述容量，所以需要使用大电容器，有空间使用铝电解电容器，没有空间使用钽电容器。

一、优点

钽电容器的全称是钽电解电容器，也是一种电解电容器，以金属钽为介质，不像普通电解电容器那样使用电解液，钽电容器不需要像普通电解电容器那样用镀铝膜的电容纸包裹，几乎没有电感，但这也限制了它的容量。另外，由于钽电容内部无电解质，非常适合在高温下工作。 这种独特的自愈性能保证了其长寿命和可靠性的优点。固体钽电容器电性能优异，工作温度范围广，形式多样，体积效率优异，它有其独特的特点：钽电容器的工作介质是在钽金属表面产生的一层非常薄的五氧化二钽膜。这种氧化膜介质与电容器的一端极结合成一个整体，不能单独存在。因此，单位体积具有非常高的工作电场强度，电容特别大，即比容量非常高，特别适合小型化。

二、缺点

容量小，价格比铝电容贵，耐电压和电流能力弱。它用于大容量滤波器，如CPU在插槽附近可以看到钽电容器，与陶瓷电容器、电解电容器一起使用用于电压、电流小的地方。

三、主要特点

钽电容的特点_钽电容器工作电场强度很高，比任何类型的电容器都大，以保证其小型化。

钽电容的特点_钽电容器可以很容易地获得较大的电容，在电源滤波、交流旁路等方面很少有竞争对手。

钽电容的特点_钽电容器具有单向导电性，即所谓的极性。电流应按电源的正负方向连接，电容器的阳极（正极）连接到电源 极，阴极（负极）连接电源的-极，如果连接错误，不仅电容器不能工作，而且泄漏电流很大，芯会在短时间内加热，损坏氧化膜，立即失效。

钽电容的特点_钽电容器的工作电压有一定的上限平值，但这方面的缺点对于配合晶体管或集成电路电源并不重要。

钽电容的特点_钽电容器具有储存电量、充放电等性能。

以上是关于钽电容器的优缺点和主要特点的相关信息。阅读后，我相信您对钽电容器有了更深入的了解！这里有一件事要记住，钽电容器的正负极不能反转，反转不起作用

常用的电容分类
1.铝电解电容

特点：
体积大，容量大，耐压适中，极性高ESR(ESR解释:内阻)
储能，价格低廉
缺点:过压故障、反向击穿、物理连接故障、漏液故障(电解液挥发)
2.钽电容

特点：
小体积、较大容量、有极性、ESR温度适中，温度宽，价格适中，稳定性好，高频特性好
缺点：耐压性和电流力弱，电容器故障更可怕（会着火）
建议:选择电容时，按工作2-2的耐压值.5倍中选择
3.陶瓷电容

特点：
体积小，容量小，耐压性高，无极性低ESR、高频特性好、价格适中
缺点：过压失效、焊接变形失效、温度特性不稳定
注：陶瓷电容材料选择（性能好）–>差）
COG->Film->AI->X7R->X5R->TA->Y5V 一般选择X7R或者X5R能满足基本需求