東莞氮?dú)庵频獧C(jī)設(shè)備之半導(dǎo)體行業(yè)電容器基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介

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一、基礎(chǔ)知識(shí)
  電容器是一種儲(chǔ)能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時(shí)。電容器通常叫做電容，按其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。
 1． 常用電容的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
  常用的電容器按其介質(zhì)材料可分為電解電容器、云母電容器、瓷介電容器、玻璃釉電容等。
  鋁電解電容：它是由鋁圓筒做負(fù)極，里面裝有液體電解質(zhì)，插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經(jīng)過(guò)直流電壓處理，使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。它的特點(diǎn)是容量大，但是漏電大，誤差大，穩(wěn)定性差，常用作交流旁路和濾波，在要求不高時(shí)也用于信號(hào)耦合。電解電容有正、負(fù)極之分，使用時(shí)不能接反。有正負(fù)極性，使用的時(shí)候，正負(fù)極不要接反。
  紙介電容：用兩片金屬箔做電極，夾在極薄的電容紙中，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）殼中制成。它的特點(diǎn)是體積較小，容量可以做得較大。但是有固有電感和損耗都比較大，用于低頻比較合適。
 金屬化紙介電容：結(jié)構(gòu)和紙介電容基本相同。它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來(lái)代替金屬箔，體積小，容量較大，一般用在低頻電路中。
  油浸紙介電容：它是把紙介電容浸在經(jīng)過(guò)特別處理的油里，能增強(qiáng)它的耐壓。它的特點(diǎn)是電容量大、耐壓高，但是體積較大。
  玻璃釉電容：以玻璃釉作介質(zhì)，具有瓷介電容器的優(yōu)點(diǎn)，且體積更小，耐高溫。陶瓷電容用陶瓷做介質(zhì)，在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質(zhì)薄膜做極板制成。它的特點(diǎn)是體積小，耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高，但容量小，適宜用于高頻電路。鐵電陶瓷電容容量較大，但是損耗和溫度系數(shù)較大，適宜用于低頻電路。
  薄膜電容：結(jié)構(gòu)和紙介電容相同，介質(zhì)是滌綸或者聚苯乙烯。滌綸薄膜電容，介電常數(shù)較高，體積小，容量大，穩(wěn)定性較好，適宜做旁路電容。聚苯乙烯薄膜電容，介質(zhì)損耗小，絕緣電阻高，但是溫度系數(shù)大，可用于高頻電路。
  云母電容：用金屬箔或者在云母片上噴涂銀層做電極板，極板和云母一層一層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹(shù)脂中制成。它的特點(diǎn)是介質(zhì)損耗小，絕緣電阻大、溫度系數(shù)小，適宜用于高頻電路。
 鉭、鈮電解電容：它用金屬鉭或者鈮做正極，用稀硫酸等配液做負(fù)極，用鉭或鈮表面生成的氧化膜做介質(zhì)制成。它的特點(diǎn)是體積小、容量大、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、絕緣電阻大、溫度特性好。用在要求較高的設(shè)備中。
  半可變電容:也叫做微調(diào)電容。它是由兩片或者兩組小型金屬?gòu)椘?，中間夾著介質(zhì)制成。調(diào)節(jié)的時(shí)候改變兩片之間的距離或者面積。它的介質(zhì)有空氣、陶瓷、云母、薄膜等。
  可變電容:它由一組定片和一組動(dòng)片組成，它的容量隨著動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)可以連續(xù)改變。把兩組可變電容裝在一起同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，叫做雙連?？勺冸娙莸慕橘|(zhì)有空氣和聚苯乙烯兩種?？諝饨橘|(zhì)可變電容體積大，損耗小，多用在電子管收音機(jī)中。聚苯乙烯介質(zhì)可變電容做成密封式的，體積小，多用在晶體管收音機(jī)中。
 2． 主要性能指標(biāo) 
  標(biāo)稱(chēng)容量和允許誤差：電容器儲(chǔ)存電荷的能力，常用的單位是F、uF、pF。電容器上標(biāo)有的電容數(shù)是電容器的標(biāo)稱(chēng)容量。電容器的標(biāo)稱(chēng)容量和它的實(shí)際容量會(huì)有誤差。一般，電容器上都直接寫(xiě)出其容量，也有用數(shù)字來(lái)標(biāo)志容量的，通常在容量小于10000pF的時(shí)候，用pF做單位，大于10000pF的時(shí)候，用uF做單位。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，大于100pF而小于1uF的電容常常不注單位。沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)的，它的單位是pF，有小數(shù)點(diǎn)的，它的單位是uF。如有的電容上標(biāo)有“332”（3300pF）三位有效數(shù)字，左起兩位給出電容量的第一、二位數(shù)字，而第三位數(shù)字則表示在后加0的個(gè)數(shù)，單位是pF。
 額定工作電壓：在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，電容長(zhǎng)期可靠地工作，它能承受的最大直流電壓，就是電容的耐壓，也叫做電容的直流工作電壓。如果在交流電路中，要注意所加的交流電壓最大值不能超過(guò)電容的直流工作電壓值。常用的固定電容工作電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。
 絕緣電阻：由于電容兩極之間的介質(zhì)不是絕對(duì)的絕緣體，它的電阻不是無(wú)限大，而是一個(gè)有限的數(shù)值，一般在1000兆歐以上，電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻，或者叫做漏電電阻，大小是額定工作電壓下的直流電壓與通過(guò)電容的漏電流的比值。漏電電阻越小，漏電越嚴(yán)重。電容漏電會(huì)引起能量損耗，這種損耗不僅影響電容的壽命，而且會(huì)影響電路的工作。因此，漏電電阻越大越好。
 介質(zhì)損耗：電容器在電場(chǎng)作用下消耗的能量，通常用損耗功率和電容器的無(wú)功功率之比，即損耗角的正切值表示。損耗角越大，電容器的損耗越大，損耗角大的電容不適于高頻情況下工作。
3．選用常識(shí) 
電容在電路中實(shí)際要承受的電壓不能超過(guò)它的耐壓值。在濾波電路中，電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。使用電解電容的時(shí)候，還要注意正負(fù)極不要接反。 不同電路應(yīng)該選用不同種類(lèi)的電容?？窕芈房梢赃x用云母、高頻陶瓷電容，隔直流可以選用紙介、滌綸、云母、電解、陶瓷等電容，濾波可以選用電解電容，旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。電容在裝入電路前要檢查它有沒(méi)有短路、斷路和漏電等現(xiàn)象，并且核對(duì)它的電容值。安裝的時(shí)候，要使電容的類(lèi)別、容量、耐壓等符號(hào)容易看到，以便核實(shí)。
 二、電容器檢測(cè)的一般方法
1.固定電容器的檢測(cè).
    A 檢測(cè)10pF以下的小電容 。因10pF以下的固定電容器容量太小，用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，只能定性的檢查其是否有漏電，內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象。測(cè)量時(shí)，可選用萬(wàn)用表R×10k擋，用兩表筆分別任意接電容的兩個(gè)引腳，阻值應(yīng)為無(wú)窮大。若測(cè)出阻值(指針向右擺動(dòng))為零，則說(shuō)明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。
    B 檢測(cè)10PF～0 01μF固定電容器是否有充電現(xiàn)象，進(jìn)而判斷其好壞。萬(wàn)用表選用R×1k擋。兩只三極管的β值均為100以上，且穿透電流要小?？蛇x用3DG6等型號(hào)硅三極管組成復(fù)合管。萬(wàn)用表的紅和黑表筆分別與復(fù)合管的發(fā)射極e和集電極c相接。由于復(fù)合三極管的放大作用，把被測(cè)電容的充放電過(guò)程予以放大，使萬(wàn)用表指針擺幅度加大，從而便于觀察。應(yīng)注意的是：在測(cè)試操作時(shí)，特別是在測(cè)較小容量的電容時(shí)，要反復(fù)調(diào)換被測(cè)電容引腳接觸A、B兩點(diǎn)，才能明顯地看到萬(wàn)用表指針的擺動(dòng)。C 對(duì)于0 01μF以上的固定電容，可用萬(wàn)用表的R×10k擋直接測(cè)試電容器有無(wú)充電過(guò)程以及有無(wú)內(nèi)部短路或漏電，并可根據(jù)指針向右擺動(dòng)的幅度大小估計(jì)出電容器的容量。
 2.電解電容器的檢測(cè)
A: 因?yàn)殡娊怆娙莸娜萘枯^一般固定電容大得多，所以，測(cè)量時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同容量選用合適的量程。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，1～47μF間的電容，可用R×1k擋測(cè)量，大于47μF的電容可用R×100擋測(cè)量。
B: 將萬(wàn)用表紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬(wàn)用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度(對(duì)于同一電阻擋，容量越大，擺幅越大)，接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置。此時(shí)的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大于反向漏電阻。實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)表明，電解電容的漏電阻一般應(yīng)在幾百kΩ以上，否則，將不能正常工作。在測(cè)試中，若正向、反向均無(wú)充電的現(xiàn)象，即表針不動(dòng)，則說(shuō)明容量消失或內(nèi)部斷路；如果所測(cè)阻值很小或?yàn)榱?，說(shuō)明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。C 對(duì)于正、負(fù)極標(biāo)志不明的電解電容器，可利用上述測(cè)量漏電阻的方法加以判別。即先任意測(cè)一下漏電阻，記住其大小，然后交換表筆再測(cè)出一個(gè)阻值。兩次測(cè)量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負(fù)極。D 使用萬(wàn)用表電阻擋，采用給電解電容進(jìn)行正、反向充電的方法，根據(jù)指針向右擺動(dòng)幅度的大小，可估測(cè)出電解電容的容量。
 3.可變電容器的檢測(cè)
A: 用手輕輕旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸，應(yīng)感覺(jué)十分平滑，不應(yīng)感覺(jué)有時(shí)松時(shí)緊甚至有卡滯現(xiàn)象。將載軸向前、后、上、下、左、右等各個(gè)方向推動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸不應(yīng)有松動(dòng)的現(xiàn)象。B 用一只手旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸，另一只手輕摸動(dòng)片組的外緣，不應(yīng)感覺(jué)有任何松脫現(xiàn)象。轉(zhuǎn)軸與動(dòng)片之間接觸不良的可變電容器，是不能再繼續(xù)使用的。C 將萬(wàn)用表置于R×10k擋，一只手將兩個(gè)表筆分別接可變電容器的動(dòng)片和定片的引出端，另一只手將轉(zhuǎn)軸緩緩旋動(dòng)幾個(gè)來(lái)回，萬(wàn)用表指針都應(yīng)在無(wú)窮大位置不動(dòng)。在旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸的過(guò)程中，如果指針有時(shí)指向零，說(shuō)明動(dòng)片和定片之間存在短路點(diǎn)；如果碰到某一角度，萬(wàn)用表讀數(shù)不為無(wú)窮大而是出現(xiàn)一定阻值，說(shuō)明可變電容器動(dòng)片與定片之間存在漏電現(xiàn)象。
  PSA工藝是一種簡(jiǎn)便的制氮方法，以空氣為原料，能耗僅為空壓機(jī)所消耗的電能，具有運(yùn)行成本低、能耗低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
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