1.2 电容器
除电阻器外,电容器是另外一种最常用的电子元器件。电容器是无源器件。电容器的种类很多,若按其介质种类来分,有纸质电容、涤纶电容、陶瓷电容等。
电容在电路中用字母“C”标示,常用如图1.11(a)或图1.11(b)所示的图形符号来表示。图1.11(b)所示的电容符号常见于国外的电路图中。
图1.11 电容的图形符号
电容的单位是法拉(F),常用的单位是皮法(pF)、微法(μF)与纳法(nF)。电容最主要的特性是:电容两端的电压不能突变;电容通交流,隔直流。
1.2.1 SMD电容器
电容在低频时表现出来的主要特性是电容特性,但在高频时,不仅表现出电容特性,还表现出电抗特性的一面,这对于射频电路非常重要。
引线电容在射频电路中的特性可用如图1.12所示的等效电路来描述。其中的L、R、RP为寄生参量。L是引线电感,R为引线导体损耗的串联电阻,Re为介质损耗电阻,C为电容。
图1.12 引线电容的高频等效电路
随着频率的进一步升高,引线电感将对电路产生巨大的影响。为了减小元器件引线电感带来的影响,在射频领域,表面安装器件(SMD)是相对理想的器件,在手机等移动通信设备中,通常采用片式封装的电容。图1.13是一些片式封装的SMD电容器,图1.14则是SMD电解电容及其极性标识图。
图1.13 片式封装的SMD电容器
图1.14 SMD电解电容及其极性标识图
由于表面安装电容器的引线带来的引线电感很小,对电容器标称值来说,其电抗效应可以忽略不计。SMD电容的封装尺寸有多种,如0402、1206、2010、0805、0603、0201等,手机电路中采用0603、0402封装的比较多。手机电路中电容的外观与电阻的外观有一点相似,两端的焊接点为银白色,只不过其中间的大部分通常为灰色或者是黄色(也有淡蓝色的)。
SMD电解电容的正极、负极的辨认很方便,通常电解电容的外观都是长方体,颜色以黄色和黑色最常见。电容的正极一端有一条色带,如图1.14所示(电容的色带通常是深黄色;黑色的电解电容的色带通常是白色)。
1.2.2 电容阵列
在电容器的实际应用中,常常会使用一些电容器组件,这些电容器组件是多个电容器以不同的连接方式被集成在一起,得到被称为电容阵列或电容网络的器件。电容网络是电容器集成的复合元器件,具有体积小、质量小、可以高密度安装、可靠性高、可焊性好的特点。在实际电路中使用电容网络(或电容阵列)可减小器件在电路板上所占的空间。
直插封装的电容器不适用于手机电路,手机电路中通常使用表面安装技术(SMT)的电容网络(或电容阵列)器件。图1.15是一些连接方式不同的电容阵列。
图1.15 电容阵列实物图
图1.16是手机的TXIQ电路图,图中的C523就是一个电容阵列,它包含4个470pF的电容。
图1.16 手机的TXIQ电路图
需要注意的是,不论是哪一种类型的电容网络(阵列),器件的外观相同并不表示其内部电路也一样。在使用这些器件时,应注意型号的匹配(搞清楚其内部电路),而不应仅凭器件外观来判断使用,否则,可能对电路或设备带来大的损害。