專業的電容器剖析

★★★★★【文章導讀】：專業的電容器剖析具體內容是：當你告訴他鋁電容其實就是電解電容的一種，甚至他推崇有加的鉭電容其實也是他看不上的"電解電容"的一種的時候，您一定能讓你上鋪那位兄弟感到尷尬。但真理是越辨越明，你有豐富的知識，那他只能選擇沉默。而事實并…

來源：日期：2013-12-11 14:27:04 人氣：標簽：

當你告訴他鋁電容其實就是電解電容的一種，甚至他推崇有加的鉭電容其實也是他看不上的"電解電容"的一種的時候，您一定能讓你上鋪那位兄弟感到尷尬。但真理是越辨越明，你有豐富的知識，那他只能選擇沉默。而事實并不僅僅如此，當你看完本文后，能被你搞沉默的人絕對不止上鋪那位兄弟，也許還包括那些試圖玩點貓膩的奸商--在中國能做到這點就很NB了。

因為我們相信你并不是那種僅僅滿足于用半瓶子醋的DIY知識騙幾個MM和菜鳥的"DIY玩家"，所以我們很真誠地邀請您閱讀這篇有史以來IT媒體中專業的關于電容的文章。

請相信，我們不是在忽悠。

問：OK，萬鵬先生，先向我們介紹一下，什么是電容?

答：電容就是兩塊導體中間夾著一塊絕緣體構成的電子元件，就像三明治一樣。電容是電子設備中基礎也是重要的元件之一。電容的產量占全球電子元器件產品(其它的還有電阻、電感等)中的40%以上。基本上所有的電子設備，小到閃盤、數碼相機，大到航天飛機、火箭中都可以見到它的身影。作為一種基本的電子元器件，電容對于電子設備來說就象食品對于人一樣不可缺少。

小小一顆電容卻是一個國家工業技術能力的完全體現，尤其是高檔電容所代表的是本國精密加工、化工、、材料、基礎研究的水平(美國、日本是世界上電容設計研究能力高的兩個國家)大家千萬別小看它，其高檔產品的設計制造要求甚至不亞于CPU。同樣是這棵不起眼的電容，上到神五，下到U盤，可以說有電源的地方就有它。

電容是無處不在的

電容的用途非常多，主要有如下幾種：

1.隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。

2.旁路(去耦)：為交流電路中某些并聯的元件提供低阻抗通路。

3.耦合：作為兩個電路之間的連接，允許交流信號通過并傳輸到下一級電路

4.濾波：這個對DIY而言很重要，顯卡上的電容基本都是這個作用。

5.溫度補償：針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響，而進行補償，改善電路的穩定性。

6.計時：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時間常數。

7.調諧：對與頻率相關的電路進行系統調諧，比如手機、收音機、電視機。

8.整流：在預定的時間開或者關半閉導體開關元件。

9.儲能：儲存電能，用于必須要的時候釋放。例如相機閃光燈，加熱設備等等。(如今某些電容的儲能水平已經接近鋰電池的水準，一個電容儲存的電能可以供一個手機使用一天。

總結：看完這章，大家可能開始對電容感興趣了。

問：看完上一章之后我們對電容已有了基本的了解，那現在我們再深入一點，請介紹一下如今電容的種類好嗎?我們常聽說什么鋁電容，鉭電容……，能不能為我們系統地介紹一下電容的分類呢?

答：剛才我們說過，電容就是兩塊導體(陰極和陽極)中間夾著一塊絕緣體(介質)構成的電子元件。電容的種類首先要按照介質種類來分。這當中可分為無機介質電容器、有機介質電容器和電解電容器三大類。不同介質的電容，在結構、成本、特性、用途方面都大不相同。

陶瓷電容常用在超高頻器件例如GPU上

無機介質電容器：包括大家熟悉的陶瓷電容以及云母電容，在CPU上我們會經常看到陶瓷電容。陶瓷電容的綜合性能很好，可以應用GHz級別的超高頻器件上，比如CPU/GPU。當然，它的價格也很貴。

有機介質電容器：例如薄膜電容器，這類電容經常用在音箱上，其特性是比較精密、耐高溫高壓。

雙電層電容器：這種電容的電容量特別大，可以達到幾百f(f=法，電容量單位，1f=1000000μf)。因此這種電容可以做UPS的電池用，作用是儲存電能。說句題外話，如果把地球算做一個孤立導體的話，那么它的容量只有700μf，還不如主板上用的一個鋁電容。

電解電容器：由于主板、顯卡等產品使用的基本都是電解電容，因此這是我們要講的重點。大家熟悉的鋁電容，鉭電容其實都是電解電容。如果說電容是電子元器件中重要和不可取代的元件的話，那么電解電容器又在整個電容產業中占據了半壁江山。我國電解電容年產量300億只，且年平均增長率高達30%，占全球電解電容產量的1/3以上。

大家別小看電解電容，它其實是一個國家的工業能力和技術水平的反映。世界上先進的電解電容的設計和生產國是美國和日本，頂級的電解電容器的生產工藝要求非常高，別看我國電解電容產量這么高，可是各項核心技術都掌握在其它國家手里，我國也就能算來料加工的"世界工廠"而已，自主力量還很薄弱，并且生產的產品也都以低檔的為主。

總結：知道電容的分類后，至少你不會再說什么"鋁電容比電解電容好"一類的鬼話了

問：我認為電解電容和DIY玩家的關系密切，那么，請繼續為我們介紹它吧。

答：在了解電容的分類后，我想大家已經知道，和DIY玩家切實相關的還屬電解電容，所以我們接下來主要講的也是它。首先讓我們了解一下電解電容的性能特點，這樣我們才能清楚為什么主板、顯卡以及幾乎所有的計算機設備里面都使用到了電解電容：

電解電容器特點一：單位體積的電容量非常大，比其它種類的電容大幾十到數百倍。

電解電容器特點二：額定的容量可以做到非常大，可以輕易做到幾萬μf甚至幾f(但不能和雙電層電容相比)。

電解電容器特點三：價格比其它種類具有壓倒性優勢，因為電解電容的組成材料都是普通的工業材料，比如鋁等等。制造電解電容的設備也都是普通的工業設備，可以大規模生產，成本相對比較低。

目前，新型的電解電容發展的非常快，某些產品的性能已達到無機電容器的水準，電解電容正在替換某些無機和有機介質電容器。電解電容的使用范圍相當廣泛，基本上，有電源的設備都會使用到電解電容。例如通訊產品，數碼產品，汽車上音響、發動機、ABS、GPS、電子噴油系統以及幾乎所有的家用電器。由于技術的進步，如今在小型化要求較高的軍用電子對抗設備中也開始廣泛使用電解電容。

總結：有電源的地方就有電解電容，它價格便宜，使用在幾百上千元的主板、顯卡上是再合適不過了。

問：電解電容如何分類?我們常聽一些""說"貼片電容比電解電容好"，"鉭電容比貼片電容好"之類的話。能否為我們系統地介紹一下電解電容的分類，以及優劣關系呢?

答：電解電容的分類，傳統的方法都是按陽極材質，比如說鋁或者鉭。所以，電解電容按陽極分，為以下幾種：

1.鋁電解電容。不管是SMT貼片工藝的(上圖左，就是大家說的"貼片電容"，識別方式是底坐有黑色橡膠)，還是直插式的，或者有塑料表皮的(上圖右就是直插式有塑料表皮的，這個被很多人認為是"電解電容")，只要它們的陽極材質是鋁，那么他們就都叫做鋁電解電容。電容的封裝方式和電容的品質本身并無直接聯系，電容的性能只取決于具體型號，這個我們后面會詳細說明。

紫色的是SANYOOSCONTCNQ系列高檔電容，采用直插封裝

2.鉭電解電容。陽極由鉭構成，就是那種我們在顯卡上一見到就會驚呼"這個顯卡做工真不錯!"的那種黃色或黑色小顆粒。

目前很多鉭電解電容都用貼片式安裝，其外殼一般由樹脂封裝(采用同樣封裝的也可能是鋁電解電容)。但是，鉭電容的陰極也是電解質，所以很不幸的，它也是大家十分瞧不起的"電解電容"的一種。(有種晴天霹靂的感覺吧?)。

需要提及的是，鋁電解電容和鉭電解電容不是由封裝形式決定的。像上圖的黃色與黑色小方塊，通常我們認為其是鉭電解電容，但實際其陽極也有可能是鋁，也就是說它們也有可能是鋁電容而不是鉭電容。(第二個晴天霹靂!?)是否有橡膠底坐，是判斷SMT貼片與直插封裝的主要依據

3。鈮電解電容。這種電容如今已經用的比少，所以就不多介紹了。

以往傳統的看法是鉭電容性能比鋁電容好，因為鉭電容的介質為陽極氧化后生成的五氧化二鉭，它的介電能力(通常用&epSILon;表示)比鋁電容的三氧化二鋁介質要高。因此在同樣容量的情況下，鉭電容的體積能比鋁電容做得更小。(電解電容的電容量取決于介質的介電能力和體積，在容量一定的情況下，介電能力越高，體積就可以做得越小，反之，體積就需要做得越大)再加上鉭的性質比較穩定，所以通常認為鉭電容性能比鋁電容好。

但這種憑陽極判斷電容性能的方法已經過時了，目前決定電解電容性能的關鍵并不在于陽極，而在于電解質，也就是陰極。因為不同的陰極和不同的陽極可以組合成不同種類的電解電容，其性能也大不相同。采用同一種陽極的電容由于電解質的不同，性能可以差距很大，總之陽極對于電容性能的影響遠遠小于陰極。

總結：大家現在再去看看顯卡，眼光可能會有些不同了。