话说电容之五：钽电容替代电解电容的误区

十说电容话说电容之一：电容的作用作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。

下面分类详述之：1）旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。

就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。

为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。

这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。

地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。

2）去藕去藕，又称解藕。

从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。

如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。

去藕电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。

将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。

旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。

高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1µF、0.01µF等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10µF或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。

旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。

这应该是他们的本质区别。

3）滤波从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。

但实际上超过1µF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。

有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。

钽电容与电解电容的区别钽电容与电解电容是电子元器件中常见的两种电容器，它们在电容器的结构、性能、应用等方面都有所不同。

一、钽电容器钽电容器是以钽金属为电极，以氧化物为介质的电容器。

它的优点是具有高稳定性、低漏电流、耐高温、带电时不易损坏等特点。

钽电容器适用于高频电路和精密电路等领域，如手机、笔记本电脑、数码相机等电子产品中。

钽电容器的结构主要由两部分组成：金属钽板和钽氧化物薄膜。

钽板是由金属钽制成，经过加工后形成带有孔的形状。

在制造过程中，钽板表面会形成一层极薄的钽氧化物薄膜，这是钽电容器的电介质。

薄膜的厚度直接影响钽电容器的电容值。

钽电容器的电容值在微法级别，通常为几微法到几百微法。

二、电解电容器电解电容器是一种具有极高电容值的电容器。

它的电极是由铝箔或铝板制成的，电解电容器的电介质是一层极薄的氧化铝薄膜。

电解电容器具有电容值高、电压高、体积小、价格低廉等优点。

它适用于低频电路和电源滤波等领域，如电视机、音响设备、电源适配器等电子产品中。

电解电容器的结构主要由两部分组成：铝箔和氧化铝薄膜。

铝箔是由铝板制成，铝箔表面经过特殊处理后形成一层极薄的氧化铝薄膜，这是电解电容器的电介质。

薄膜的厚度直接影响电解电容器的电容值。

电解电容器的电容值在微法级别，通常为几微法到几千微法。

1. 电介质不同钽电容器的电介质是钽氧化物薄膜，而电解电容器的电介质是氧化铝薄膜。

两者的电介质材料不同，从而导致它们电容器的性能和应用也不同。

2. 适用领域不同钽电容器适用于高频电路和精密电路等领域，电解电容器适用于低频电路和电源滤波等领域。

两者适用领域不同，因为它们在电容值、电压、电流等方面有着不同的性能表现。

3. 价格不同由于钽电容器具有高稳定性、低漏电流等优点，其价格相对要高于电解电容器。

而电解电容器的电容值高、价格低廉，因此在低成本电子产品中应用广泛。

4. 体积不同钽电容器的体积相对较小，适用于小型电子产品中；而电解电容器的体积相对较大，适用于大型电子产品中。

为什么轻易不要选择“钽电容”？第一、钽电容失效的模式很恐怖，轻则烧毁冒烟，重则火光四溅。

这里不去赘述“钽电容”的失效模式的原理。

通过这个失效的现象，就知道：如果电容失效，只是短路造成电路无法工作，或者工作不稳定，都是小问题，大不了退货。

但是如果造成了客户场地失火，则是需要赔偿对方的人员及财产损失的。

那就麻烦大了。

这是我们不要去选用钽电容的重要原因。

第二、钽电容的成本高看看我们的淘宝就可以知道100uF的钽电容与100uF的陶瓷电容的价格差别，大概钽电容的价格是陶瓷电容的10倍。

钽电容：10只8元；陶瓷电容100只5元。

如果电容容量需求在100uF以下的情况下，我们现在绝大多数下，耐压如果满足的情况下，我们一般需用陶瓷电容。

再大容量，或者再高耐压，陶瓷电容的封装大于1206的时候，尽量谨慎选择。

贴片陶瓷电容最主要的失效模式断裂（封装越大越容易失效）：贴片陶瓷电容器作常见的失效是断裂,这是贴片陶瓷电容器自身介质的脆性决定的.由于贴片陶瓷电容器直接焊接在电路板上,直接承受来自于电路板的各种机械应力,而引线式陶瓷电容器则可以通过引脚吸收来自电路板的机械应力.因此,对于贴片陶瓷电容器来说,由于热膨胀系数不同或电路板弯曲所造成的机械应力将是贴片陶瓷电容器断裂的最主要因素。

第三、钽电容未来将耗尽，有钱你都买不到。

早在2007 年，美国国防后勤署(DLA)十多年来已贮存大量钽矿物，为履行美国国会的会议决定，该组织将耗尽其拥有的最后140，000磅钽材料。

从美国国防后勤署购买钽矿石的买主已包括HC Starck、DM Chemi-Met、ABS合金公司、Umicore、Ulba冶金公司和Mitsui采矿公司，这些代表了将这些钽矿石加工制成电容器级粉末、钽制品磨损件或切削工具的众多公司。

从美国国防后勤署购买这些钽矿石的投标人年复一年传统上是一贯的，这样当钽矿石供应变的吃紧时，因美国国防后勤署供应耗尽，一些公司只得抢夺新的矿石供应源。

钽电容 mlcc 电解电容esr
钽电容和多层陶瓷电容（MLCC）以及电解电容都是电子元件中常见的电容器。

它们在电子设备中起着储存和释放电能的重要作用。

然而，它们之间有一个重要的区别，即它们的等效串联电阻（ESR）。

钽电容是一种以钽作为极板材料的电容器。

它具有体积小、容量大、工作稳定等优点，因此被广泛应用于各种电子设备中。

然而，钽电容的ESR相对较高。

ESR是电容器内部电阻的一种表征，它对电容器的性能有着重要的影响。

相比之下，MLCC是一种以多层陶瓷材料为基础的电容器。

它具有容量大、ESR低等特点，因此在高频应用中表现出色。

然而，MLCC的主要缺点是其容量随温度和电压的变化而发生改变，这可能会影响电子设备的性能。

电解电容是一种利用电解质溶液储存电荷的电容器。

它具有容量大、ESR低等优点，因此在高功率和高频应用中得到广泛应用。

然而，由于电解液的特性，电解电容器的寿命相对较短，需要定期更换。

ESR是衡量电容器性能的重要指标之一。

对于某些应用，如高频和高功率应用，低ESR的电容器是非常关键的。

因此，选择合适的电容器类型对于电子设备的性能和稳定性至关重要。

钽电容、MLCC和电解电容都是常见的电容器类型，它们在电子设备中发挥着重要作用。

它们之间的主要区别在于ESR的不同。

选择合
适的电容器类型取决于具体的应用需求，包括频率、功率和稳定性等。

通过了解这些差异，我们可以更好地选择适合特定应用的电容器，以确保电子设备的性能和可靠性。

钽电解电容和铝电解电容之优缺点对比
钽电解电容：
优点---ESR值很低、滤高频改波性能极好，寿命长、耐高温、精度高、机械强度高、体积小
新晨阳电子
缺点---容量较小（适合SMT类PCB板使用）、额定耐压值低（标准品的最高额定耐压值为63V）、抗浪涌能力差（实际使用中，电压要降额50%）、价格比铝电解贵、近期供货不稳定。

铝电解电容：
优点---价格便宜、额定耐压值高（单只最高可做到450V）、抗浪涌能力强（可承受1.3倍额定电压60S,很适合做滤波）
新晨阳电子
缺点---存储寿命短（电解液挥发后漏电流增大、ESR值增高，寿命多为2-3年）、使用寿命不同，价格也不同（标准品为2000小时，寿命越长，价格越高）、受温度影响很大（工作中，温度每身高10度，寿命减半）。

DCDC电源设计——论铝电解电容、钽电容、陶瓷电容之性能优劣测试电路单一性能对比频率稳定性，钽电容在不同频率下容量表现非常稳定；陶瓷电容不足够稳定；铝电解很不稳定；在大范围频段内：陶瓷电容的ESR表现得出奇地低(100k时最低0.002欧)，但随频率变动也很大(最大1欧)；钽电容ESR较高(基本在0.05欧以下)，且比较稳定，基本不受频率影响；铝电解的ESR很高(基本在0.5欧)，且比较稳定，基本不受频率影响；环境（温度&电压）对容量的影响，温度范围-55~+125，DC范围0V~4V的条件下：陶瓷电容的容量稳定性不好，表现在受电压和温度影响都非常地大，不同条件下从110%到50%变动剧烈；钽电容的容量稳定性非常好，-55~+125温度范围和DC从0V~4V范围内几乎不受；铝电解的容量稳定性不很好，主要受温度影响大；受电压影响不大。

环境（温度&电压）对ESR的影响，温度范围-55~+125，DC范围0V~4V的条件下：各种电容的ESR受DC变化影响非常小，可以忽略，但受温度变化影响很大，具体如下：陶瓷电容的ESR在全温度范围内的表现仍然非常令人满意，比较稳定，在0.001~0.002欧之间，ESR随温度升高而降低；钽电容的ESR在全温度范围内表现的非常稳定，但ESR值仍有点高为0.02欧到0.1欧之间，ESR随温度升高而降低；铝电解的ESR在全温度范围内表现非常差，不但值很高，而且非常不稳定，尤其在负温度区域内，因为电解液的特性，ESR最大(-55度时)上升到100欧的很夸张的值；DCDC输出的测试(输出直流3.3V)：钽电容表现优秀，纹波频率与DCDC的振荡频率相等(300kHz)，峰峰值25.6mV；陶瓷电容表现非常差劲，它导致DCDC的调整器不稳定，出现莫名其妙的50kHz的振荡，并且振荡峰峰值电压高达60.1mV（5V输出电压下的测试结果高达169mV）；铝电解电容表现也不好，纹波频率与DCDC的振荡频率相等(300kHz)，峰峰值73.4mV（5V输出电压下测试峰峰值为96.1mV）；DCDC输出受温度影响的测试：（3.3V输出电压恒定，温度变化范围为0~70度）温度变化范围内，钽电容表现优秀，整体稳定，在30mV以下，并且随温度升高纹波峰峰值降低；陶瓷电容的表现非常差劲，0度时90mV，70度时降到40mV；铝电解的的表现更差，0度时150mV，70度时50mV；总结，DCDC中，使用钽电容是最合适的，陶瓷电容极低的ESR 和不稳定的容量会导致振荡不稳定，铝电解超高的ESR会导致平滑性能不佳。

胆电容优点：体积小、电容量较大、外形多样、长寿命、高可靠性、工作温度范围宽缺点：容量较小、价格贵、耐电压及电流能力较弱、应用：军事通讯、航天、工业控制、影视设备、通讯仪表重点：1.也属于电解电容的一种，使用金属钽做介质，不像普通电解电容那样使用电解液，钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸绕制，本身几乎没有电感，但这也限制了它的容量。

2.由于钽电容内部没有电解液，很适合在高温下工作。

3.钽电容器的工作介质是在钽金属表面生成的一层极薄的五氧化二钽膜。

此层氧化膜介质与组成电容器的一端极结合成一个整体，不能单独存在。

因此单位体积内具有非常高的工作电场强度，所具有的电容量特别大，即比容量非常高，因此特别适宜于小型化。

4.钽电容的性能优异，是电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品，在电源滤波、交流旁路等用途上少有竞争对手。

5.钽电解电容器具有储藏电量、进行充放电等性能，主要应用于滤波、能量贮存与转换，记号旁路，耦合与退耦以及作时间常数元件等。

在应用中要注意其性能特点，正确使用会有助于充分发挥其功能，其中诸如考虑产品工作环境及其发热温度，以及采取降额使用等措施，如果使用不当会影响产品的工作寿命。

6.在钽电容器工作过程中，具有自动修补或隔绝氧化膜中的疵点所在的性能，使氧化膜介质随时得到加固和恢复其应有的绝缘能力，而不致遭到连续的累积性破坏。

这种独特自愈性能，保证了其长寿命和可靠性的优势。

7.钽电容器具有单向导电性，即所谓有“极性”，应用时应按电源的正、负方向接入电流，电容器的阳极（正极）接电源“+”极，阴极（负极）接电源的“-”极如果接错不仅电容器发挥不了作用，而且漏电流很大，短时间内芯子就会发热，破坏氧化膜随即失效。

标识方法：（1）直标法：用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。

（2）文字符号法：用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。

文字符号表示其电容量的单位：P、N、u、m、F等。

和电阻的表示方法相同。

旁路电容电解电容钽电容
旁路电容、电解电容、钽电容是三种不同的电子元件，分别具有不同
的特性和作用：
1. 旁路电容：是为了防止电路突变而引起信号畸变，而加入的电容用
来对前级滤波或基准电压平滑，减小突变对后级电路的干扰。

它主要
并联在电路中，用以快速吸收尖峰脉冲，起到保护电路作用。

2. 电解电容：是两片金属膜做电极，中间用聚丙烯、聚酯或其它绝缘
材料做隔层卷绕而成。

具有容量大、体积小、可靠性高、损耗低、耐
压高、温度范围宽等特点。

一般正极为阳极（供电源正极接触的端），负极为阴极（供电源负极接触的端）。

在交流信号处理电路中起“旁路”和“去耦”作用。

3. 钽电容：是用真空熔炼成形的金属钽电容，其特点是无极性，耐高温，耐腐蚀，频率特性好，适用于做旁路电容，退耦电容，滤波器等。

这些电子元件在电路中各司其职，共同维持着电路的正常运行。