常用电容选择优缺点分析

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部分转载自亚德诺半导体应用笔记AN-1099，有兴趣可自行参考全文。

为什么电容的选择至关重要?
电容往往被人们所忽视。电容既没有数十亿计的晶体管，也
没有采用最新的亚微米制造工艺。在许多工程师的心目中，
电容不过是两个导体加上中间的隔离电解质。总而言之，它
们属于最低级的电子元件之一。
工程师们通常通过添加一些电容的办法来解决噪声问题。这
是因为他们普遍将电容视为解决噪声相关问题的“灵丹妙
药”，很少考虑电容和额定电压以外的参数。但是，和其他
电子元器件一样，电容也有缺陷，例如寄生电容、电感、电
容温漂和电压偏移等非理想特性。
为许多旁路应用或电容实际容值非常重要的应用选择电容
时，必须考虑上述这些因素。电容选择不当可能会导致电路
不稳定，噪声或功耗过大，产品寿命缩短，以及电路行为不
可预测等现象。

电容技术
电容具有各种尺寸、额定电压和其它特性，能够满足不同应
用的具体要求。常用电介质材料包括油、纸、玻璃、空气、
云母、各种聚合物薄膜和金属氧化物。每一种电解质都具有
一系列特定属性，可满足每种应用的独特需求。
在电压调节器中，有三大类电容通常用作电压输入和输出旁
路电容：多层陶瓷电容、固态钽电解电容和铝电解电容。

多层陶瓷电容
多层陶瓷电容(MLCC)同时具有小型、有效串联电阻和电感
(ESR和ESL)低、工作温度范围宽的优点，通常是作为旁路电
容的首选。
它并非无可挑剔。根据所用的电介质材料，电容可能随温度
变化和交直流偏置发生大幅偏移。此外，因为在许多陶瓷电
容中介电质材料具有压电性，振动或机械冲击可能会转化为
电容上的交流噪声电压。在大部分情况下，此噪声一般处于
微伏范围内。但在极端情况下，可能会产生毫伏级的噪声。
VCO、PLL、RF PA以及低电平模拟信号链等应用对电源轨上
的噪声非常敏感。这种噪声在VCO和PLL中表现为相位噪声，
而在RF PA中则为载波振幅调制。在EEG、超声波和CAT扫描
前置放大器等低电平信号链应用中，噪声会导致在这些仪器
的输出中出现杂散噪音。在所有这些噪声敏感应用中，必须
认真评估多层陶瓷电容。
选择陶瓷电容时是否考虑温度和电压效应非常重要。多层陶
瓷电容选型部分谈到了根据公差和直流偏置特性来确定某个
电容的最小电容值的过程。
虽然陶瓷电容仍有缺点，但对于许多应用都能够实现尺寸最
小、性价比最高的解决方案，因此在当今几乎每一类电子设
备上都能看到它们的身影。

固态钽电解电容
这种电容单位体积电容最高(CV乘积)。只有双层或超级电容
才具有更高的CV乘积。
在1 μF范围内，陶瓷仍然更小且ESR低于钽，但固态钽电容不
太会受到温度、偏置电压或震动效应的影响。钽比陶瓷电容
贵好几倍，但在无法容忍压电效应的低噪声应用中，钽常常
是唯一可行的选择。
市面上的传统低值固态钽电容所用外壳往往一般较小，故等
效串联电阻(ESR)较高。大容值(>68 μF)钽电容可具有低于1 Ω
的ESR，但一般体积较大。
最近市场上出现了一种新钽电容，它使用导电聚合物电解质
代替普通的二氧化锰固态电解质。过去，固态钽电容浪涌电
流能力有限，需要一个串联电阻将浪涌电流限制在安全值
内。导电聚合物钽电容不会受到浪涌电流限制。这项技术的
另一好处是电容ESR更低。
任何钽电容的泄漏电流比等值陶瓷电容大好几倍，可能不适
合超低电流应用。

例如，在85°C工作温度下，1 μF/25 V钽电容在额定电压下的
最大泄漏电流为2.5 μA。
多家厂商提供0805外壳、1 μF/25 V、500 mΩ ESR的导电聚合
物钽电容。虽然比0402或0603外壳的典型1 μF陶瓷电容更大一
些，但0805在RF和PLL等以低噪声为主要设计目标的应用中，
电容尺寸还是明显有所缩小。
因为固态钽电容的电容值可以相对于温度和偏置电压保持稳
定的电容特性，因此选择标准仅包括容差、工作温度范围内
的降压情况以及最大ESR。
固态聚合物电解质技术的一大缺点是，这类钽电容在无铅焊
接工艺中更容易受高温影响。一般情况下，制造商会详细说
明电容不得暴露于三个以上的焊接周期。如果在装配工艺中
忽视这一要求，就会导致长期可靠性问题。

铝电解电容
传统的铝电解电容往往体积较大、ESR和ESL较高、漏电流相
对较高且使用寿命有限(以数千小时计)。

OS-CON型电容是一种与固态聚合物钽电容有关的技术，实际
上比钽电容早10年或更早就问世了。它们采用有机半导体电
解质和铝箔阴极，以实现较低的ESR。因为不存在液态电解质
逐渐变干的问题，OS-CON型电容的使用寿命比传统铝电解电
容有了很大的提高。
目前市面的OS-CON型电容可承受125°C高温，但大多数仍停
留在105°C。
虽然OS-CON型电容的性能比传统的铝电解电容明显改善，但
是与陶瓷电容或固态聚合物钽电容相比，往往体积更大、ESR
更高。与固态聚合物钽电容一样，它们不受压电效应影响，
适合要求低噪声的应用场合。

thinkworld

只表述电源噪声相关,没提及音色相关的影响,仅做有限参考

ss0009671

早该科普了.

konrad

还有很多类型的电容没有写，比如薄膜电容

单纯路过

感谢版主分享

tuanjie

版主呀   人家是只愿意脱离性能和指标  凭自己的耳朵     光强调听感     要指望电容神功调味道      花花绿绿红红蓝蓝  煞是好看..........   你白费蜡鸟

发烧求败

MLCC现在我只用在直流伺服中

日王贝才

谢谢科普。性能不等于同声音。要用对地方

OP37

实际应用要考虑版主介绍的这些特性的，钽电容没提最重要的耐压问题，差评！~

new1510

深入了解零件的内在性能，才会扬长避短有的放矢的DIY，而不会鹦鹉学舌式copy瞎折腾。

jacksl528

只要肯挖掘， 论坛处处是宝贝， 动动脑子， 进步是神速的~



顺便多一句嘴： 钽电容 还具有半导体效应。  这一点在音频耦合通道不容忽视

linzhengyi

支持，好学问，多上课

电容专业户

很有用的一个帖子  支持