VD1为具有单向导电特性的氧化膜

 贴片电阻     |      2019-01-26 02:16

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  电解电容是日常中随处可见的元器件,对于它想必大家都不陌生,本文这次主要讲解的是关于电解电容引脚图/封装图 /正负极图分析,希望能让你对电解电容有一个更加清晰、全面的认识。

  电解电容器通常是由金属箔(铝/钽)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)作为电介质,电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。铝电解电容器的负电极由浸过电解质液(液态电解质)的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成;钽电解电容器的负电极通常采用二氧化锰。由于均以电解质作为负电极(注意和电介质区分),电解电容器因而得名。

  下图a)是有极性电解电容其内部结构示意图,图b)是功能结构示意图。图a)所示是一个铝电解电容器,分别用两层滤波作为电容器的正、负极板,在这个正、负极板上分别引出正、负极性引脚。

  在两铝箔之间用电解纸隔开,使电容器的两极板绝缘。然后,将整个铝箔紧紧地卷起来,浸渍工作电解质(大多为糊状液体),再用外壳密封起来,这就是有极性电解电容的结构。

  如上图b)所示,有极性电解电容的介质就是氧化膜,它类似于晶体管中的PN结,具有单向导电性。当电解电容器的正极引脚接高电位、负极引脚接低电位时,氧化膜处于阻流状态,如同PN结处于反向偏置状态,正、负基板之间的电流很小,电解电容正常工作。

  当负极引脚接高电位、正极引脚接低电位时,氧化膜处于通流状态,如同PN结的正向导通一样,两极板之间的电流很大,将失去电容的作用,注意这种电容正、负极引脚接反后还会发生爆炸现象。

  电容有极性是因为内部结构的原因,其内部类似存在一个PN结,只有对这一PN结加上反向电压时,有极性电解电容才能正常工作。如下图所示。

  正因为有极性电解电容两根引脚有极性之分,所以不能用于纯交流电路,如下图所示,如果用于纯交流电路中,会有一个半周工作于反极性状态,而造成有极性电解电容损坏。

  电子电路中,通常是交流电压信号“骑”在直流电压上,如下图所示,整个电压始终为正,这时交流电压负半周峰值电压也是正的,所以不会出现负电压情况,这样电路中使用有极性电解电容也不存在问题。

  无极性电解电容是电解电容中的一种,又称为双极性电解电容。下图所示是它的功能结构示意图。

  从图中可以看出,这种电解电容有两个氧化膜,且两个氧化膜一个为nip,另一个为pin,相当于两个PN结背靠背,如下图所示,这样,无论正极1还是正极2中的那一个加上高电位,另一个引脚加有低电位时,两个氧化膜中始终有一个处于流通状态,一个处于阻流状态,使两极板之间无较大的电流流过,克服了有极性电解电容两根引脚有正负之分的不足。

  无极性电解电容由于采用了双氧化膜结构,使电解电容的引脚变成了无极性的,同时又保留了电解电容的一些优点。不过,无极性电解电容的成本比有极性电解电容高,有的要高很多。

  电解电容具有体积小,电容量大,成本低的优点,但是它的两根引脚有正、负极之分,这样使它的使用范围受到了限制,而无极性电解电容除成本偏高之外,可克服有极性电解电容的不足。

  下图是有极性电解电容的等效电路,这是没有考虑引脚分布参数时的等效电路。等效电路中,C1为电容,R1为两电极之间漏电阻,VD1为具有单向导电特性的氧化膜。

  电解电容是一种低频电容,即它主要工作在频率较低的电路中,不宜工作在频率较高的电路中。因为电解电容的高频特性不好,所以容量很大的电解电容其高频特性更差。下图是大容量电解电容的等效电路,从图中可以找到大容量电解电容高频特性差的原因。因为在等效电路中串联着一只电感L0,所以当工作频率高时电感L0感抗很大。

  电解电容一般采用直标法标出标称容量及允许偏差、额定电压等。对有极性电解电容,还要标出引脚的极性。

  1)标出负极性引脚位置,在电解电容的绝缘套上画出负号的符号,以表示这一引脚为负极性引脚。

  2)在新的电解电容中采用长短不同的引脚来表示引脚极性,通常长的引脚为正极性引脚。当电容使用之后,由于引脚已被剪掉,所以无法识别极性,因而这种表示方法不够完善。

  3)这种电解电容器在铝壳的顶部标一个黑色标记,表示这端的引脚是电解电容的负极引脚。

  4)贴片有极性电解电容,在侧面或顶部有一个黑色标记,以标出负极性引脚位置。

  在电解电容上有防爆设计,下图所示是人字形防爆口,此外还有十字型等多种,有的防爆口设在底部,形状也多种多样。