引言

瓷片电容(ceramic capacitor)是一种用陶瓷材料作介质，在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜，再经高温烧结后作为电极而成的电容器。通常用于高稳定振荡回路中，作为回路、旁路电容器及垫整电容器。

一、分类

瓷片电容主要可以分为高频瓷介和低频瓷介两种。此外，根据电容器的耐压能力，还可以将其分为低压（一般DC50V以下）、中高压（DC100V500V）、高压（DC1000V6000V）和超高压（DC6000V以上）等不同类型。

图1 瓷片电容示意图

具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。

按瓷介电容电介质又分：
1.类电介质(NP0,C0G)；
2.类电介质(X7R,2X1)；
3.类电介质(Y5V,2F4)瓷介电容器EIA RS-198

二、特点

无极性：瓷片电容是一种无极性电容器，这意味着在电路中安装时不需要考虑极性问题，使得安装更加灵活。
高稳定性：瓷片电容具有较高的稳定性，适用于高稳定振荡回路中。
尺寸小、成本低：瓷片电容的尺寸相对较小，成本也较低，这使得它在电子电路中有着广泛的应用。
可靠性高：瓷片电容具有较高的可靠性，能够在恶劣的环境下保持稳定的性能。

三、工作原理

瓷片电容的工作原理基于电场的作用。当瓷片电容器接通电源时，电荷会从电源中流入电容器的一个电极，并在两个电极之间形成电场。这个电场的强度取决于电容器的电容值和电压，其中电容值越大，电场的强度越大。

在电路中需要传递信号时，电荷会从电源中流入电容器的一个电极，然后在电容器的两个电极之间形成电场，从而传递信号。在传递信号的过程中，电容器的电场会储存电荷，并在信号到达终点时释放电荷，从而保证信号的传输质量。

具体来说，当电路中的信号到达瓷片电容器时，信号会在电容器的电场中储存一定的电荷。当信号到达电容器的另一个端点时，电荷会被释放，从而传递信号。在传递信号的过程中，电容器的电场会不断地储存和释放电荷，从而实现信号的传输。

四、主要参数

电容量：指瓷片电容器存储电荷的能力，通常用法拉（F）表示。电容量越大，能存储的电荷就越多，对电路的性能指标影响也越大。
额定电压：指电容器能够承受的最大电压值，通常用伏特（V）表示。当电容器承受超过额定电压的电压时，会导致电容器内部击穿，从而引起损坏。
温度系数：指瓷片电容器在不同温度下电容量的变化量，通常用ppm/℃（百万分之一/摄氏度）表示。电容器的温度系数对电路的稳定性和准确性影响较大。
耐压能力：指电容器在工作电压下能够承受的最大电压值，通常用kV/mm（千伏/毫米）表示。当工作电压较高时，应选用耐压能力较大的瓷片电容器以确保电容器的安全性能。

五、应用电路

滤波：瓷片电容常用于电源线路中，用来滤除噪声或稳定电压。在模拟和数字电路中，瓷片电容也用于去耦（decoupling），即分离电源和信号的直流和交流成分，减少电路间的干扰。
耦合和解耦：在放大器和信号处理电路中，瓷片电容用于信号的耦合与解耦，有助于阻止直流分量同时允许交流信号通过。
能量存储：虽然瓷片电容不像电解电容那样能存储大量能量，但在需要快速充放电的场合还是会用到。
定时电路：在RC定时电路中，瓷片电容器与电阻联合使用，确定时间常数，用于产生延迟或调整振荡频率。
谐振电路：与电感器一起使用，形成LC谐振电路，用于选择性地放大特定频率的信号。
电源管理：在开关电源中，瓷片电容器可以辅助平滑输出，提高电源的稳定性和效率。

六、应用示例

讲一下电源设计中电容的作用：

在电源设计应用中，电容主要用于滤波（filter）和退耦/旁路（decoupling/bypass）。滤波主要指滤除外来噪声，而退耦/旁路（一种，以旁路的形式达到退耦效果，以后用“退耦”代替）是减小局部电路对外的噪声干扰。很多人容易把两者搞混。下面我们看一个电路结构：

图中开关电源为A和B供电。电流经C1 后再经过一段PCB 走线（暂等效为一个电感，实际用电磁波理论分析这种等效是有误的，但为方便理解，仍采用这种等效方式。）分开两路分别供给A 和B。开关电源出来的纹波比较大，于是我们使用C1对电源进行滤波，为A和B提供稳定的电压。C1需要尽可能的靠近电源放置。C2和C3均为旁路电容，起退耦作用。当A在某一瞬间需要一个很大的电流时，如果没有C2 和C3，那么会因为线路电感的原因A端的电压会变低，而B端电压同样受A端电压影响而降低，于是局部电路A的电流变化引起了局部电路B的电源电压，从而对B电路的信号产生影响。同样，B的电流变化也会对A 形成干扰。这就是“共路耦合干扰”。

增加了C2后，局部电路再需要一个瞬间的大电流的时候，电容C2可以为A暂时提供电流，即使共路部分电感存在，A端电压不会下降太多。对B的影响也会减小很多。于是通过电流旁路起到了退耦的作用。

一般滤波主要使用大容量电容，对速度要求不是很快，但对电容值要求较大。一般使用铝电解电容。浪涌电流较小的情况下，使用钽电容代替铝电解电容效果会更好一些。从上面的例子我们可以知道，作为退耦的电容，必需有很快的响应速度才能达到效果。如果图中的局部电路A 是指一个芯片的话，那么退耦电容要用瓷片电容，而且电容尽可能靠近芯片的电源引脚。而如果“局部电路A”是指一个功能模块的话，可以使用瓷片电容，如果容量不够也可以使用钽电容或铝电解电容（前提是功能模块中各芯片都有了退耦电容—瓷片电容）。滤波电容的容量往往都可以从开关电源芯片的数据手册里找到计算公式。如果滤波电路同时使用电解电容、钽电容和瓷片电容的话，把电解电容放的离开关电源最近，这样能保护钽电容。瓷片电容放在钽电容后面。这样可以获得最好的滤波效果。

七、测试与选择

测试：测试瓷片电容的好坏主要关注其耐压值是否达标。可以使用专业的测试设备对电容器的耐压能力进行测试。
选择：在选择瓷片电容时，需要根据电路的具体需求来确定适合的电容量大小、额定电压、温度系数和耐压能力等参数。同时，还需要考虑电容器的寿命、稳定性、尺寸等因素。

瓷片电容的识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉(F)表示，其它单位还有：毫法(mF)、微法 (μF)/mju:/、纳法(nF)、皮法(pF)。其中：1法拉=1000毫法(mF)，1毫法=1000微法(μF)，1微法=1000纳法 (nF)，1纳法=1000皮法(pF)

容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 μF/16V

容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示

字母表示法：1m=1000 μF 1P2=1.2PF 1n=1000PF

数字表示法：三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数字，第三位数字表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。

如：102表示标称容量为1000pF。

221表示标称容量为220pF。224表示标称容量为22x10(4)pF。

在这种表示法中有一个特殊情况，就是当第三位数字用"9"表示时，是用有效数字乘上10的-1次方来表示容量大小。

如：229表示标称容量为22x(10-1)pF=2.2pF。

允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

如：一瓷片电容为104J表示容量为0.1 μF、误差为±5%

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小型元器件介绍：瓷片电容