作者：胡斌
出版社：人民邮电出版社
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双色图文详解电容器及应用电路试读：
前言
本书亮点
笔者凭借多年的教学、科研和90余本著作写作的经验，精心组织编写了《双色图文详解系列》之《双色图文详解电容器及应用电路》。
本书读者对象
本书适合于电子技术初学者阅读，因为起点低。
本书同样适合于有一定电子技术基础想进一步提高的读者阅读，因为书中内容跨度大，整套书构成了一个较为完整的元器件知识体系。
本书还适合于想深入掌握电子技术知识的读者阅读，因为内容系统而全面，理论紧密联系实践，细节“丰富多彩”。
本书主要内容
网络交流平台
作者与电子技术类网站“与非网”结成战略合作伙伴，建立了全国第一家以电子技术基础知识为特色的大型空中课堂平台——“古木电子社区”（http://gumu.eefocus.com/），社区内设有“读者交流”、“实习场”、“古木答疑”等多个专栏，欢迎广大读者朋友进入社区相互交流，共同进步！
在本书的编写过程中，胡维保、陆孟君、陈政社、胡松、彭清平、陆明、王晓红、李萌、王伟、陈月香、陈晓社、金玉华、蔡月红等参与了编写工作。江苏大学胡斌第1章 电子元器件学习内容和学习方法综述重要提示学习电子技术应该从元器件起步，这是比较科学的，也是符合学习规律的。首先元器件是构成任何一个电子线路的基本元素，相当于一栋大楼的水泥、钢筋、玻璃等基础建筑材料。其次，电路功能是由各种元器件有机组合后实现的，没有元器件就没有电路的功能。1.1 初步认识电容器类元器件
所谓电容器类元器件就是指与电容器特性相关或相近的元器件。
电容器类元器件主要有：固定电容器、电解电容器、可变电容器、微调电容器以及变容二极管。1.1.1 固定电容器实物图
部分固定电容器的实物图见表1-1。表1-1 部分固定电容器实物图1.1.2 可变电容器和微调电容器实物图
部分可变电容器和微调电容器实物图见表1-2。表1-2 部分可变电容器和微调电容器实物图1.1.3 变容二极管实物图
变容二极管是二极管中的一种，电路中主要运用它的结电容特性。部分变容二极管实物图见表1-3。表1-3 部分变容二极管实物图1.2 电子技术的学习步骤和电子元器件知识的学习内容1.2.1 电子技术的学习步骤
学好电子技术，打好扎实的基础知识是必需的，初学者在学习之初能够了解所学内容，学习就会心中有数，有的放矢。
学习电子技术可以参照以下的步骤进行。（1）从元器件知识起步。从元器件知识的起步开始学习是最为科学的，这部分知识难度不大，也是最能看到学习成果的，有利于增强信心。（2）进行简单的实践活动。学习初期可进行一些简单的实践活动，例如找一个旧收音机或其他电子电器，打开外壳后观察里面的电子元器件，结合元器件书中的讲解进行实践活动。必要时可以进入一家元器件商店，在那里可以看到大量的元器件实物，可以对形形色色的元器件建立一个初步的印象，可以与书本中学到的元器件知识一一对应，这会有利于元器件理论知识的学习。（3）学习电路分析。在初步建立了完整的元器件知识体系后，可以转入电路分析的学习，这个过程主要是理论知识的学习，需要持续一段相当长的时间。（4）进行检修实践。在系统地学习了元器件知识和电路工作原理后，可以进入故障检修的理论学习和实际技能学习，这时学习检修故障技术的效果会很好，困难会少许多。
上述一轮学习完成之后，可以认为完成了学习的初级阶段，即较为全面和系统地了解了电子技术，具备了进一步学习的能力，将进入提高阶段的学习。1.2.2 电子元器件知识的学习内容
电子元器件知识的学习内容见表1-4。表1-4 电子元器件知识的学习内容
对元器件学习除上述内容外，在后期还需要进行一些综合能力的培养。（1）根据电路板画电路原理图。在测绘电路板上电路时，需要根据电路板上元器件和印制电路画出电路图，画图也有许多方法和技巧。（2）识别电路板上元器件。故障检修等需要在电路中找到某个元器件，寻找电路板上元器件，有许多好的方法和技巧。（3）资料支持能力。收集资料、分析资料的能力很重要，特别是在故障检修和电路设计中。1.3 电子元器件知识的学习重点重要提示像电阻器、电容器等这类不需要通上直流电流就能呈现它本身特性的称为元件，而二极管、三极管、场效应管等这类需要加上直流电压后才能体现它的主要特性的称为器件，元件和器件统称电子元器件。1.3.1 识别电子元器件
电子元器件知识学习的三大重点是：识别、特性掌握和检测。
识别元器件是第一要素，如果对电路板上众多形状“怪异”的电子元器件不认识，对电路图中的各种电路符号不熟悉，那就无法识图和检修。
1．电子元器件五项识别内容
表1-5所示是电子元器件五项识别内容说明。表1-5 电子元器件五项识别内容说明方法提示对某个具体电子元器件的识别主要有五项内容，其识别步骤分成五步：外形特征识别→电路符号识别与实物对应→引脚识别和引脚极性识别→型号和参数识别→识别电路板上元器件。电子元器件有数百个大类，上千个品种，从电子元器件具体外形特征角度来讲更是千姿百态，新型元器件又层出不穷，所以电子元器件识别任务繁重，对初学者而言困难重重。但是，主要识别几十种常用电子元器件即可入门，待确定了自己的工作和研究方向、领域后再进一步学习专业元器件知识。
2．元器件外形识别方法
电子元器件外形识别就是实物与名称对应，其目的是拿到一种电子元器件能知道它是什么元器件，知道它的电路符号。
图1-1所示是3种电子元器件实物图。图1-1 3种电子元器件实物图方法提示最有效的元器件识别方法是走进一家电子元器件专卖店，店内琳琅满目的电子元器件可以使你“大饱眼福”。通常电子元器件按类放置，各种电子元器件旁边都标有其名称，实物与名称可以快速而且方便地对应，给人以很强的感性认识，这样的视觉信息输入具有学习效率高、信息量大的优点，过了若干年还记忆犹新。对于初学者，要走进电子元器件专卖店进行实践活动，这种实践活动收获很大。
3．电路符号识别信息
理解电路符号中的识别信息，有助于对电路符号的记忆，对电路工作原理分析也十分有益。关于识别电子元器件的电路符号，主要说明下列几点。（1）电子元器件的电路符号中含有不少电路分析中所需要的识图信息，最基本的识图信息是通过电路符号了解该元器件有几根引脚，如果引脚有正、负极性之分，在电路符号中也会有各种表达方式。（2）元器件电路符号具有形象化的特点，电路符号的每一个笔画或符号都表达了特定的识图信息。（3）电路符号中的字母是该元器件英语单词的第一个字母，如变压器用T表示，它是英语Transformer的第一个字母。如果懂专业英语也有助于识别电路图中的电路符号，这对一些电路的识图非常有益。（4）一些元器件的电路符号还能表示该元器件的结构和特性。
4．引脚识别和引脚极性识别方法
许多电子元器件的引脚有极性，各个引脚之间是不能相互代用的，这时就要通过电路符号或元器件实物进行引脚的识别和引脚极性的识别。
引脚极性识别和引脚识别方法有两种情况：一是电路符号中的识别，二是电子元器件实物识别。
5．从电路板上识别元器件
这一步的元器件识别最为困难，需要有较扎实的元器件知识和电路知识基础，还需要运用许多的技巧。1.3.2 掌握电子元器件主要特性重要提示了解电子元器件结构和基本工作原理，掌握电子元器件的特性是分析电路工作原理的关键要素；如果不能掌握电子元器件的主要特性，电路分析寸步难行。同时，掌握电子元器件特性有助于用万用表检测电子元器件质量，这样还可以帮助记忆，使相关知识易于掌握。
1．了解电子元器件基本结构
如果不能了解电子元器件的结构，就不知道电子元器件外壳内部装有什么，基础知识不扎实，会影响进一步的深入学习，影响对电子元器件知识的全面掌握。方法提示学习电子元器件知识需要循序渐进，了解电子元器件结构有助于理解该元器件的工作原理，进而有助于对元器件主要特性的学习，以及运用这些特性对电路中元器件的工作原理进行分析。其中的知识链是一环扣一环的，如果知识掌握得不系统、不扎实，往往就是因为在知识链中脱了一环。
2．了解电子元器件基本工作原理
每种电子元器件的工作原理都需要了解，有些常用、重要元器件的工作原理则需要深入了解，为掌握元器件的主要特性打下基础。
例如，掌握了电容器的工作原理才能深刻地理解电容器的隔直流通交流的特性。
3．掌握电子元器件主要特性
从分析电路工作原理角度出发，掌握电子元器件的主要特性非常重要，初学者务必掌握元器件的主要特性。（1）在学习元器件特性时要注意一点，每一种元器件可能有多个重要的特性，要全面掌握元器件的这些主要特性。如何灵活、正确运用元器件的这些特性是电路分析中的关键点和难点。（2）学习电子元器件的特性并不困难，困难的是学会灵活运用这些特性去解释、理解电路的工作原理。同一个元器件可以构成不同的应用电路，当该元器件与其他不同类型元器件组合使用时，又需要运用不同的特性去理解电路工作原理。
电路分析中，熟练掌握电子元器件主要特性是关键因素，对电路工作原理分析无从下手的重要原因之一是没有真正掌握电子元器件的主要特性。1.3.3 掌握电子元器件检测技术
掌握电子元器件检测技术是修理电器故障的关键要素之一。
1．电子元器件的5种检测方法
对电子元器件故障处理共有5种手段和方法。（1）质量检测。通常运用万用表等简单测试仪器进行元器件的质量检测，分为在路检测和脱开检测二种方法。（2）故障修理。一部分元器件的某些故障是可以通过修理使之恢复正常功能的。（3）调整技术。一些元器件或机械零部件通过必要的调整可以使之恢复正常工作，主要是机械零部件可以通过相关项目调整，使之恢复正常功能。（4）选配原则。元器件损坏后必须进行更换，最理想的方法是直接更换，但是在许多情况下因为没有原配元器件，则需要通过选配来完成。（5）更换操作方法。更换元器件的操作有的是相当方便的，有的则是非常困难的。例如，引脚很多的四列集成电路更换起来就很不方便。
2．电子元器件的检测技术
电子元器件检测技术通常是指使用万用表对其进行质量的检查，关于电子元器件检测技术主要说明下列几点。（1）对元器件的质量检测有时非常准确、彻底，但由于万用表的测量功能有限，有时对电子元器件的检测却是很粗略的。不同的元器件或测量同一种元器件的不同特性时，测量的效果会不同。（2）使用万用表检测电子元器件主要是测量2根引脚之间的电阻值，通过测量阻值进行元器件的质量判断。（3）元器件质量检测分为2种情况：一是在路检测，即元器件装在电路板上进行直接测量，这种检测方法比较方便，不必拆下电路板上的元器件，测量结果有时不准确，易受电路板上其他元器件影响；二是脱开电路板后的测量，测量结果相对准确。
3．电子元器件的修理技术
电子元器件损坏后最理想的情况是更换新件，但是在下列几种情况下可以采用修理的方法恢复元器件的正常功能。（1）有些元器件修理起来相当方便，而且修理后的使用效果良好，例如，音量电位器的转动噪声大这个故障，通过简单地使用纯酒精清洗可以恢复电位器的正常使用功能。（2）一些价格贵的元器件，或是市面上难以配到的元器件，要通过修理恢复其功能。（3）对于机械零部件，有许多故障可以通过修理恢复其功能，例如卡座上的机芯。
4．电子元器件的调整技术
关于元器件调整技术主要说明下列几点。（1）电路故障中元器件故障占据了主要部分，但是也有一部分故障属于元器件调整不当所致，这时通过调整可以解决问题。（2）可以调整的元器件主要是标称值可调节的元器件，例如，可变电阻器、微调电感器、微调电容器以及机械类零部件。
5．电子元器件的选配原则
更换元器件时选用同型号、同规格元器件是首选方案。关于元器件选配原则说明下列几点。（1）无法找到同型号、同规格时采用选配方法，不同的元器件、用于不同场合的元器件其选配原则有所不同。（2）元器件总的选配原则是满足电路的主要使用要求。例如，对于整流二极管主要满足整流电流和反向耐压两项要求，对于滤波电容主要满足耐压和容量两项要求。重要提示元器件更换过程中需要注意下列几点。（1）大多数元器件并不“娇气”，拆卸和装配过程中不要“野蛮”操作即可，但是有一些元器件对拆卸和装配有特殊要求，有的还需要专用设备。（2）发光二极管怕烫，CMOS器件怕漏电，在更换中都要采取相应的防范措施。（3）拆卸和装配过程中很容易损坏电路板上的铜箔线路，防止铜箔线路长时间受热是重要环节。1.4 电子技术基础知识和基本概念重要提示掌握基础知识，拓展基础知识的面，是学习电子技术的充分必要条件，如果想在学习的道路上少吃苦，少遇困难，那么请扎扎实实打好基础知识。1.4.1 电子电路图综述
1．电工电路与电子电路区别
我们的生活中到处可以看到电路，有电通过的线路都是电路。电工电路与电子电路的主要不同之处是电路中工作电压高低不同。（1）电工电路。图1-2所示是常见的电工电路。我国民用市电的电压是交流220V，采用这类电源供电的电路称为电工电路，例如常用的照明电路、洗衣机的供电电路等都是电工电路。图1-2 常见的电工电路（2）电子电路。图1-3所示是电子电路。收音机、电视机等电器内部的电路主要使用直流工作电压供电，而且一般直流电压也比较低，这样的电路称为电子电路。图1-3 电子电路
如电路中的三极管VT1和VT2，它们在工作时需要的是直流电压，而不是交流电压，所以这样的电路是电子电路。（3）电工电子电路。图1-4所示是电工电子电路。现代技术的交叉发展又将电工与电子技术融合在一起，电工电路中有电子电路，用弱电的电子电路去控制强电的电工电路，图中就是一个楼道延时门灯控制电路，就是用电子电路去控制电工电路中的灯泡。图1-4 电工电子电路
2．电子电路图识图信息
用一张图纸的形式表示电子电路的组成和结构，这样的图纸称为电子电路图。
图1-5所示是一种电子电路图。电子电路图种类较多，图示是一个单元电路图，它表示了一个单元电路的组成等诸多情况。图1-5 一种电路图（1）各种电路符号信息。如图1-6所示，电子电路图就是将一些电子元器件的电路符号用连接线连接起来，表示电路的组成情况，这样的电路图就能表示出电路的工作原理。学习电子技术很大的精力就是要放在分析这样的电路的工作原理上。图1-6 示意图
例如，电阻器用一个矩形框和一个大写字母R表示。每一个电子元器件都有自己的电路符号。（2）各种标称参数信息。如图1-7所示，在许多的电路图中都标出了元器件的标称参数，或晶体管的型号，这有利于更多电路信息的了解，对电路故障检修等十分有用，如更换三极管VT1时需要知道它的型号，测量R1阻值时需要知道它的标称阻值等。图1-7 示意图重要提示在一些讲述电路原理的电子电路图中，为了使电路图简洁，不标出电路中元器件的标称参数。（3）标注关键点直流工作电压信息。如图1-8所示，一些整机电路图中，会在电路中的一些关键测试点上标出该点直流工作电压，例如在三极管VT1集电极上标出3.7V，这一识图信息表明：在电路正常工作时，不给电路加输入信号，VT1集电极的直流电压是3.7V。图1-8 示意图重要提示这种标注关键测试点直流工作电压的方式，对检修电路故障十分有益，测量关键点直流电压，如果正常，说明电路的直流工作状态正常，否则说明不正常。（4）标出关键点信号波形信息。如图1-9所示，一些整机电路图中，会在电路中的一些关键测试点上标出该点的信号波形，这种情况在电视机的视频电路中比较常见。图1-9 示意图
例如标出VT1集电极输出信号波形，通过示波器可以观察这一点的信号波形是不是与标准波形一样，以便确定该测试点之前的直流电路和交流电路工作是否正常。
3．了解电子元器件实物与电路图对应关系
初学者比较头疼的一个问题是根据电路图找不到机器中的元器件实物，看到电子元器件实物又不知道在电路图中的位置，解决这个学习中的问题当然有一定的难度，需要多看、多实践。图1-10是电路图与电子元器件实物对应示意图，以便初学者建立起实物与电路图之间初步的对应印象。图1-10 电路图与电子元器件实物对应示意图1.4.2 常见电子电路图的种类
1．整机电路图
整机电路图具有下列一些功能。（1）表明整个机器的电路结构、各单元电路的具体形式和它们之间的连接方式，从而表达整机电路的工作原理，它是电路图中最大的一张电路图。整机电路图给出了电路中各元器件的具体参数，如型号、标称值和其他一些重要数据，为检测和更换元器件提供了依据。当更换某个三极管时，可以查一下图中的三极管型号标注就能找到那个三极管。（2）许多整机电路图中还给出了有关测试点的直流工作电压，为检修电路故障提供了方便，如集成电路各引脚上的直流电压标注，三极管各电极上的直流电压标注等。（3）给出了与识图有关的有用信息，如通过各开关件的名称和图中开关所在位置标注，可以知道该开关的作用和当前开关状态，通过引线接插件的标注能够方便地将各张图纸之间的电路连接起来。在一些整机电路图中，将各开关件的标注集中在一起，标注在图纸的某处，并有开关的功能说明，识图中若对某个开关不了解时可以去查阅这一说明。重要提示不同型号的机器其整机电路中的单元电路变化是十分丰富的，这给识图造成了不少困难，要求有较全面的电路知识。同类型的机器其整机电路图是有其相似之处的，但不同类型的机器则相差很大。各部分单元电路在整机电路图中的画法是有一定规律的，了解这些规律对识图是有益的，其分布规律一般情况是：电源电路画在整机电路图右下方，信号源电路画在整机电路图的左侧，负载电路画在整机电路图的右侧。各级放大器电路是从左向右排列的，双声道电路中的左、右声道电路是上下排列的。各单元电路中的元器件是相对集中在一起的。
2．方框图
图1-11是方框图示意图。这是一个音频信号放大系统的方框图，可以看出这一系统电路的组成。图1-11 方框图示意图
方框图粗略表达了某电路（整机电路、系统电路和功能电路等）的组成情况，通常是给出这一电路的主要单元电路位置、名称，以及各部分单元电路之间的连接关系，如前后关系等信息。重要提示方框图有整机电路方框图、系统电路方框图和集成电路内部电路方框图。
3．集成电路应用电路图
图1-12所示是一种集成电路应用电路。图1-12 一种集成电路应用电路
集成电路应用电路图表达了集成电路各引脚外部电路结构、元器件参数等，表示了集成电路的完整工作情况。
集成电路应用电路有典型应用电路和实际应用电路两种，前者在集成电路手册中可以查到，在没有实际应用电路时可以用典型应用电路图作为参考，这一方法在修理中常常被采用。对集成电路应用电路而言，在大致了解集成电路内部电路和详细了解各引脚作用的情况下，识图是比较方便的。这是因为同类型集成电路具有规律性，在掌握了它们的共性后，可以方便地阅读许多同功能不同型号的集成电路应用电路。重要提示在有些集成电路应用电路中已画出了集成电路的内部电路方框图，这对分析集成电路应用电路相当方便。
4．单元电路图
图1-13所示是一种单元电路。图1-13 一种单元电路
单元电路是指某一级控制器电路，或某级放大器电路，或某一振荡器电路、变频器电路等，它是能完成某一电路功能的最小电路单位。从广义角度上讲，一个集成电路的应用电路也是一个单元电路。重要提示单元电路图是在学习整机电子电路工作原理过程中，首先遇到的具有完整功能的电路图，这一电路图概念的提出也是为了方便电路工作原理分析的需要。
5．等效电路图
图1-14所示是一种等效电路。
等效电路图是一种简化形式的电路图，它的电路形式与原电路有所不同，但电路所起的作用与原电路是一样的（等效的）。等效电路图更利于理解和接受，在分析一些电路时，用这种更有利于接受的电路形式去代替原电路，便于对电路工作原理的理解。图1-14 一种等效电路重要提示等效电路图主要有交流等效电路图、直流等效电路图、元器件等效电路图。
6．印制电路图重要提示印制电路图与修理密切相关，对修理的重要性仅次于整机电路原理图，所以印制电路图主要是为修理服务的。（1）图纸表示方式。图1-15所示是图纸表示方式的印制电路图，用一张图纸（称之为印制电路图）画出各元器件的分布和它们之间的连接情况，这是传统的表示方式，在过去被大量使用。图1-15 图纸表示方式的印制电路图（2）电路板直标方式。图1-16所示是电路板直标方式的印制电路图。此时没有一张专门的印制电路图纸，而是采取在电路板上直接标注元器件编号的方式，如在电路板上某三极管旁标有1VT2，1VT2是该三极管在电路原理图中的编号，用同样方法将各种元器件的电路编号直接标注在电路板上。图1-16 电路板直标方式的印制电路图
现在广泛使用的是电路板直标方式。1.4.3 电子电路的4种状态
1．电路的通路
图1-17是电路的通路示意图。图1-17 电路的通路示意图
开关S1接通时，电路为通路状态，此时电路能够完成特定的功能，处于正常工作状态。
2．电路的断路
图1-18是电路的断路示意图。图1-18 电路的断路示意图
电路中电源的负载与电源之间的开关S1断开了，这种现象称为断路，此时没有电流流过负载和电源本身。重要提示对于电源而言，这种状态称为空载，相当于电源没有接入负载。开路后负载两端的电压为零。开路后，对负载没有危害，在一般情况下对电源也不存在危害。
3．电路的短路
图1-19是电源负载短路示意图。如果电源的负载DX1两端被一电阻为零的导线连接，这种现象称为短路，此时电源处于短路状态。图1-19 电源负载短路示意图
由于负载短路，负载两端的电压为0V，这样流过负载DX1的电流为0A。重要提示由于负载短路，电源处于短路线所在电路中，电路中的电流很大，会烧坏电源，称为短路电流。使用中，要防止负载短路现象。由于负载短路，相当于负载的电阻为零，短路线变成了电源的负载，流过短路线的电流很大，这一电流是电源输出的，超出了电源的承受能力，称为电源的过载。
图1-20是电源开关短路示意图。当电源开关S1短路后，即S1断不开了，电路中一直有电流流过，但是不会造成电源的过载。图1-20 电源开关短路示意图
所以，电路中不同元器件出现短路，对电路的影响是不同的，电路分析中一定要掌握这些原理，才能正确地进行电路故障的分析，否则必然造成故障检修的失败。
4．电路的接触不良
图1-21是电路接触不良示意图。图1-21 电路接触不良示意图
电路中的开关S1触点接触不可靠，一会儿接上，一会儿接触不上，或是开关接触时两触点之间的接触电阻比较大，这些现象称为电路的接触不良。重要提示除开关的接触不良之外，其他元器件、导线也会存在接触不良，例如DX1引脚与电路之间的连接接触不良等。1.4.4 电子电路中的接地
1．两种最重要接地（1）保护性接地。电器的外壳接地是接大地，这是保护性接地，这一接地措施可以避免电器因漏电使外壳带电造成的触电危险。电源插座上面的一个孔是接保护性地线的，如图1-22所示。图1-22 示意图（2）电子电路图中的接地。电子电路图中的接地，对电路而言是一个共用参考点；对电路图的绘制而言是一种简略画法；对分析电路工作原理而言，可以方便识图。电子电路中的接地只是符号，图1-23所示是电子电路中接地符号。图1-23 电子电路图中接地符号
2．正或负极性电源接地符号
图1-24是正极性和负极性电源电路中接地示意图。正电源供电时出现了接地符号，电池E负极用接地符号表示，正极用＋V表示，显然电路图比较简洁，方便识图。图1-24 正极性和负极性电源电路中接地示意图
负电源供电时-V端是电池E的负极，接地点是E的正极。
3．正负极性电源同时供电时接地符号
图1-25所示是正负极性电源同时供电时接地符号。图1-25 正负极性电源同时供电时接地符号
原理图中没有接地的电路符号，电路中的E和E是直流电源，a12点是两电源的连接点，将a点接地就是标准形式电路图，＋V表示正电源（E的正极端），-V表示负电源（E的负极端）。电路中的接地12点，对E而言是与负极相连的，对E而言是与正极相连的。12
4．电路中接地处处相通
图1-26是电子电路中接地符号示意图。接地点电压为0V，电路中其他各点的电压高低都是以这一参考点为基准的，电路图中标出的各点电压数据是相对于接地端的大小。图1-26 电子电路中接地符号示意图重要提示少数电路图中会出现两种不同接地符号，表示电路中存在两个彼此独立的直流电源供电系统，两种接地点之间高度绝缘。1.4.5 信号和噪声
讲起信号来，大家感觉既比较熟悉但又有些含糊不清。从信号本身的属性来讲，信号有电信号、磁信号、光信号和声信号等，在电子电器中更多的是电信号。
在电信号中，从信号的表现形式来讲有电压信号、电流信号和功率信号；从信号大小变化与时间轴之间的关系来讲，分有两大类信号，即模拟信号和数字信号。
1．电压信号
因为电路所处理的信号的目的有所不同，所以在电路中有电压信号、电流信号和功率信号。
所谓电压信号是一种以电压形式出现的信号，电压信号源输出较大的电压信号，而不是输出较大的电流或功率信号。例如，电压放大器输出信号的电压比较大。
2．电流信号
所谓电流信号是一种以电流形式出现的信号，电流信号源输出信号的电流较大，但是信号的电压幅度不一定大。
例如，电流放大器输出信号的电流比较大。
3．功率信号
所谓功率信号是一种以功率形式出现的信号，功率信号源输出信号的电压较大，同时还能够输出较大的电流，所以信号的功率比较大。
例如，功率放大器输出信号的功率比较大。
4．模拟信号
图1-27是模拟信号示意图。
模拟信号是指信号的电压和电流大小随时间连续变化的信号，通俗地讲模拟信号就是大小连续变化的信号，这种信号一般情况下不会出现信号的电压或电流突然消失、突然增大的情况（但不是绝对没有）。各种常见电子电器中的信号都是模拟信号。图1-27 模拟信号示意图
数字式电子电器电路中也有模拟信号的存在。
5．数字信号
图1-28是数字信号示意图。图1-28 数字信号示意图
数字信号是一个离散量，具体地讲数字信号的电压或电流在时间和数值上都是离散的、不连续的。重要提示数字信号的幅值变化只有两种：幅值为零或很小，用0表示；幅值为高电平或较大，用1表示。数字信号的幅值要么是有（大），要么是无（小），在有与无之间没有过渡，这就是数字信号幅值的不连续特性，也是数字信号的一个重要特点。
6．噪声和杂波
在电子电路中，除有用的成分（信号）之外的任何成分都视为噪声。
噪声也是电路中的一种“信号”，是一种无用、有害的信号，它愈小愈好，但是电子电路中不可避免地会存在噪声，当噪声太大时，将成为噪声大故障。
在音响器材中，从扬声器中出来的音乐声、语言声是有用的成分，称为音频信号，如果有“喀啦、喀啦”的响声，这就是没有用的声音，是要努力消除的声音，这称为噪声。
在视频设备中（如黑白和彩色电视机），电路中的噪声是以屏幕上杂波的形式出现的，所以将噪声称为杂波。重要提示电子电路中的放大器在用来放大信号的同时，应尽最大可能抑制噪声。噪声主要来源于下列一些情况。（1）电路中元器件本身的噪声。（2）电路设计不合理产生的噪声，如电源、地线处理不合理。（3）外部干扰产生的噪声。
7．信噪比
信噪比等于信号大小与噪声大小之比，信号用S表示，噪声用N表示，信噪比用S/N表示，单位是dB。
信噪比愈大愈好。
在许多情况下，避开信噪比只谈噪声的大小是没有意义的。例如，有两个输出功率分别为200W和2W的放大器，输出功率为200W的放大器输出噪声肯定比输出功率为2W的大，但是不能说200W放大器使用时的抑制噪声性能没有2W的好。因为当它输出200W信号功率时，噪声输出是大的，但是它在只输出2W时，噪声肯定很小很小。所以，用信噪比来说明更加科学。重要提示在听音实践中有一个体会，当一个很响的声音和一个很弱的声音同时存在时，只能听到响的那个声音存在，那个弱的声音好像不存在，这是掩蔽效应。当那个响的声音消失之后，便能听到弱的声音存在。还有一个听音体会，当两个响度相当的声音同时存在时，我们会同时听到两个声音的存在。由此可见，只要信号比噪声大得多时（信噪比足够大），噪声影响可以得到抑制。1.4.6 常用信号波形
信号种类很多，不同电路中处理和放大的信号是不同的，在同一个电路中也会出现多种信号并存的现象。
利用信号波形来理解电路工作原理是一个好方法，它直观，容易记住。使用示波器检修电路故障过程中，需要了解信号的波形。
1．正弦信号波形
图1-29所示是正弦信号波形。图1-29 正弦信号波形
图1-30所示是正弦波负半周削波波形。图1-30 正弦波负半周削波波形
图1-31所示是正弦波负半周被干扰的波形。图1-31 正弦波负半周被干扰的波形
2．三角波形
图1-32所示是三角波形。图1-32 三角波形
图1-33所示是三角波正半周波形。图1-33 三角波正半周波形
3．矩形波形
图1-34所示是矩形波形。图1-34 矩形波形1.4.7 信号频率
在电路分析中，时常需要根据信号的频率高低对信号进行分类，将信号频率分成几种情况，再进行电路工作原理的分析。
1．交流信号频段划分
在电路分析中，关于信号频率的概念主要是指使用频率的高与低，而且是信号频率的相对高低。交流信号的频率分解是将频带内的信号分成两个或多个更小频段信号，对不同频段内信号分别进行电路工作原理的分析。
交流信号的频率分段，不同情况下有多种方法。（1）低、中、高频段信号。图1-35是低、中、高频段信号示意图。根据交流信号中信号频率的不同，通常将交流信号分成低频信号、中频信号和高频信号，这时分3种情况进行电路分析。图1-35 低、中、高频段信号示意图
低频信号频率最低，高频信号频率最高，中频信号频率居中。重要提示显然，低频信号是指低频范围内某一频段信号，严格讲，应该是指低频段信号，俗称低频信号。同理，中频信号、高频信号也是某一频段内的信号。（2）某个特定频率信号。图1-36是某个特定频率信号示意图，将交流信号分成某个特定频率信号，严格地讲，是指分为以该频率为中心的一个频带内信号和该频带之外的其他频率信号两种情况。通常以f为中心频率的信号频带很窄。0图1-36 某个特定频率信号示意图重要提示这种分析方法主要用于吸收电路、带通滤波器和谐振电路的工作原理分析。（3）低频和中高频信号。图1-37是低频和中高频信号示意图，以某一特定频率的低频信号为界，将交流信号按频率分成低频信号和中、高频信号两种情况来分析，这往往是低频信号在电路中受到特殊处理时采用的频段分解方法。图1-37 低频和中高频信号示意图
这种方法主要用于分析高通滤波器、频率补偿等电路的工作原理。（4）低中频和高频信号。图1-38是低中频和高频信号示意图，以某一特定频率的高频信号为界，将交流信号按频率分成低、中频信号和高频信号两种情况来分析，这往往是高频信号在电路中受到特殊处理时采用的频段分解方法。图1-38 低中频和高频信号示意图
这种方法主要用于分析高通滤波器等电路的工作原理。（5）频段内和频段外信号。图1-39是频段内和频段外信号示意图，将交流信号分成有效频段内信号和频段外信号两种情况。有效频段内信号是有用的信号，频段外信号通常是无用的信号，是有害的。
频段外信号又分成频段外低频信号和频段外高频信号，前者频率低于频段内信号的最低频率，后者频率高于频段内信号的最高频率。图1-39 频段内和频段外信号示意图
2．收音机电路中的高频信号、中频信号和低频信号
图1-40是收音机电路中信号频率的划分示意图。图1-40 收音机电路中信号频率的划分示意图
在变频级之间的收音信号频率最高，称为高频信号，例如中波700kHz的广播电台高频信号，经过变频级之后，高频信号变成了中频信号，在调幅收音机中的中频频率为465kHz，调频收音机中的中频频率为10.7MHz；经过检波电路之后，中频信号变成了低频信号，也就是人耳所能听到的20～20000Hz 的音频信号。
3．音频信号中低音、中音和高音频率划分
图1-41是音频信号中低音信号、中音信号和高音信号划分示意图。通常将频率低于500Hz的音频信号称为低音信号，频率在500～4000Hz 之间的称为中音信号，频率高于 4000Hz 的称为高音信号。
4．音频信号中的超低音和重低音
在音响电路中，为了进一步说明低音，时常将低音频段再进一步分割，如图1-42所示，将最低的2个倍频程分别称为超低音和重低音。图1-41 音频信号中低音信号、中音信号和高音信号划分示意图图1-42 超低音和重低音示意图重要提示超低音的频段为20～40Hz，重低音的频段为40～80Hz，超低音和重低音合起来称为超重低音，其频段为20～80Hz。1.4.8 信号相位
信号不仅有大小，还有方向。在电路工作原理分析中，不仅要分析信号的大小情况，而且时常要分析信号的相位情况。
信号相位通俗地讲就是信号在某瞬间大小变化的方向。信号的相位问题在电路分析中有时显得十分重要，不了解信号相位概念可能在电路分析中走投无路。
信号相位的理解远比信号频率的理解难。
1．信号相位的＋和-表示法
图1-43是信号相位的＋和-表示法示意图。
这种信号的相位表示方法中，用＋号表示信号幅度在增大，用-表示信号幅度在减小。分析电路时，往往在电路中的某些端点上标出信号相位的这种标记，可以方便、清楚地知道电路中的哪些端点信号相位是相同的，哪些是相反的。图1-43 信号相位的＋和－表示法
从图中的＋和－可以看出，当VT1基极电压增大时，其集电极电压减小，发射极电压增大，在电路分析中做出这样的信号电压相位标记后，电路中关键点的信号相位情况一目了然，电路分析就会显得相当方便。重要提示这种分析方法称为瞬时信号极性分析法，用于负反馈放大器的负反馈电路分析和振荡器中的正反馈电路分析。
2．信号相位的波形表示方法
表1-6所示是信号相位的波形表示方法说明。
3．信号相位的矢量表示法
表1-7所示是信号相位的矢量表示法说明。表1-6 信号相位的波形表示方法说明表1-7 信号相位的矢量表示法说明
4．信号相位的符号↑和↓表示法
用增大符号↑和减小符号↓可以说明信号相位的变化情况，↑表示信号幅度在增大，↓表示信号幅度在减小，这种方法主要用于电路分析过程，只能说明两个信号的相位是同相（同时增大）或反相（一个增大，一个减小）的关系，即说明两信号相位差为0°或180°。重要提示两个信号同时增大或同时减小时，说明相位是相同的；当一个增大、一个减小时，说明它们之间的相位相反。第2章 电容器类元器件基础知识
电容器最为“著名”的特性是对直流信号和交流信号的自动识别能力，以及电容器对交流信号的频率所具有的“敏感”性，它能对不同频率的交流信号做出容抗大小不等的反应。所以，电容器是一种对交流信号进行处理时不可或缺的元器件，利用电容器对不同频率交流信号所呈现的容抗变化，可以构成各种功能的电容电路。2.1 固定电容器基础知识
电容器是电子电路中使用量仅次于电阻器的一个重要元件。2.1.1 固定电容器外形特征和电路符号
1．固定电容器外形特征
图2-1所示是几种固定电容器实物图。图2-1 几种固定电容器实物图外形特征提示关于普通电容器外形特征，说明下列几点，供识别时参考。（1）普通固定电容器共有两根引脚，这两根引脚是不分正、负极的（有极性电解电容器除外）。（2）普通固定电容器的外形可以是圆柱形、长方形、圆片状等，当电容器是圆柱形时注意不要与电阻器相混。（3）普通固定电容器的外壳是彩色的，在外壳上有的直接标出容量的大小，有的采用其他表示方式（字母、数字、色码）标出容量和允许偏差等。（4）普通固定电容器的体积不大，有的体积比电阻器的大些，有的体积比电阻器的小。（5）普通固定电容器在电路中可以是垂直方向安装，也可以是卧式安装，它的两根引脚是可以弯曲的。
2．普通电容器电路符号
图2-2是普通电容器电路符号识图信息解读示意图。这是电容器的一般电路符号，通过解读电容器电路符号可以得到如下识图信息。图2-2 普通电容器电路符号识图信息重要提示（1）电路符号中用大写字母C表示电容器，C是英文Capacitor（电容器）的缩写。（2）电路符号中已表示出电容器有两根引脚。电路符号中已经指明这种普通电容器的两根引脚没有正、负极性之分。有一种有极性电解电容器，在它的电路符号中要表示出正、负极性。（3）电容器电路符号形象地表示了电容器的平行板结构。
图2-3是电容器实用电路示意图，电路中C1和C2都是电容器。图2-3 实用电路中电容器电路符号示意图
3．电容器在电路板上的安装方式
电容器在电路板上的安装方式主要有立式和卧式2种。（1）立式安装方式。瓷片电容器应采用立式安装方式，如图2-4所示，应尽量插到底，特别是安装在调频接收头这样的高频电路中时，这样做可以减小分部电容对电路的影响。
安装时要将元器件的型号一面朝向外侧，以便观察。图2-4 瓷片电容器立式安装示意图
电解电容器立式安装时不需折弯引脚，如图2-5所示。如果电路板的安装孔距比电容器两引脚间距大，可将电容器的引脚分开点，再插上电路板。图2-5 电解电容器安装示意图
对于电解电容器采用这一方式时，应该将电容器尽量插到底，这样做可使电容器更加稳固。安装时应注意电解电容器的极性。（2）卧式安装方式。图2-6是电解电容器卧式安装示意图，将电解电容器两引脚向一个方向折弯，插入电路板孔内。折弯时，折弯处不要太靠近引脚根部。图2-6 电解电容器卧式安装示意图
电解电容器因为机器内部空间的要求采用卧式安装方式时，由于这样安装电容器不稳固，所以需在电容器下方打一点硅胶，用于固定电容器。
4．电容器的种类
电容器的种类很多，分类方法也有多种。图2-7所示是电容器类元器件“家族”一览图。图2-7 电容类元器件“家族”一览图
表2-1所示是电子电路中常用的电容器种类说明。表2-1 电子电路中常用电容器种类2.1.2 几种电容器个性综述
电子电路中的一些常用电容器个性是需要了解和掌握的，这对学好电子电路非常有帮助。
1．穿心式或支柱式结构瓷介电容器
这类电容器的一个电极就是安装螺钉，具有引线电感极小、频率特性好、介电损耗小、有温度补偿作用等优点，特别适于高频旁路。但是这类电容器容量不能做大，受震动时会引起容量变化。图2-8所示是几种穿心式电容器实物图。图2-8 几种穿心式电容器实物图
2．纸质电容器
一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.008～0.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。这种电容器的制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量。纸质电容器一般用在低频电路内，通常不能在高于3MHz的频率上运用。图2-9所示是几种金属化纸质电容器实物图。图2-9 几种金属化纸质电容器实物图
3．油浸电容器
油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路，图2-10所示是几种油浸电容器实物图。图2-10 几种油浸电容器实物图
4．薄膜电容器
这种电容器结构与纸质电容器相似，只是用聚酯、聚苯乙烯等低损耗材料作介质，所以频率特性好，介电损耗小，但是不能做成大容量的电容器，且耐热能力差。这种电容器用于滤波器、积分、振荡、定时电路等，图2-11所示是几种薄膜电容器实物图。图2-11 几种薄膜电容器实物图重要提示在各种薄膜电容器中，以聚苯乙烯电容器的电性能为最好，温度系数可以被精确地控制，由于有可预测的温度特性，这种电容非常适合于LC谐振电路，其中电感有相应的正温度系数。电容值返回偏差的典型值为0.1％，损耗极小，其耗散因数约为0.01％，然而最高工作温度不能超过85℃。聚丙烯电容器与聚苯乙烯电容器的特性相近，尽管它的损耗因数和温度系数稍微高一些，但它的额定工作温度可达105℃，其价格较聚苯乙烯电容器便宜，和聚酯电容器的价格差不多。图2-12所示是几种薄膜电容器的电容量和损耗因数随温度的变化特性曲线。图2-12 几种薄膜电容器的电容量和损耗系数随温度的变化特性曲线从图中可以看出，聚苯硫醚电容器在一定的温度范围内电容量变化稍小，聚苯乙烯电容器性能最好。
5．陶瓷电容器
用高介电常数的电容器陶瓷（钛酸钡-氧化钛）材料挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。
这种电容器又分高频瓷介和低频瓷介两种。陶瓷电容器具有较小的正温度系数，用于高稳定振荡电路，作为谐振电路电容器和垫整电容器。高频瓷介电容器适用于高频电路。
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，或用于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。图2-13所示是几种陶瓷电容器实物图。图2-13 几种陶瓷电容器实物图
6．玻璃釉电容器
它由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂而成薄膜，介质再以银层电极经烧结而成“独石”结构，性能可与云母电容器媲美，能耐受各种气候环境，一般可在200℃或更高温度下工作，额定工作电压可达500V。图2-14所示是玻璃釉电容器实物图。图2-14 玻璃釉电容器实物图
7．独石电容器
独石电容器又称多层陶瓷电容器，它是在若干片陶瓷薄膜坯上敷以电极浆材料，叠合后一次烧结成一块不可分割的整体，外面再用树脂包封而成的。它具有体积小、容量大、高可靠和耐高温的优点，图2-15所示是几种独石电容器实物图。图2-15 几种独石电容器实物图重要提示高介电常数的低频独石电容器也具有性能稳定、体积极小、Q值高的特点，但是容量误差较大。它可以用于噪声旁路、滤波器、积分电路、振荡电路等。
8．固态电容器
图2-16是固态电容器的示意图，固态电容也成为尖端先进的电容器。与传统的电解电容器相比，新时代的固态电容器采用具有高电导率、高稳定性的导电高分子材料作为固态电解质，代替了传统铝电解电容器内的电解液，大幅度改进传统液态铝电解电容器的不足，展现出极为优异的电气特性。图2-16 固态电容器示意图
高可靠度的导电性高分子铝固态电解电容器已成为下一时代固态电解电容器的开发主流。
9．贴片薄膜电容器
表面贴装的薄膜电容器主要使用两种结构类型。最常用的是包括堆叠一面金属化的电介质薄膜在内的堆叠结构，这类电容器被称为堆叠薄膜片。另一种结构形式是绕制而不是堆叠，这类电容器被称为MELF片。
聚酯电容器在薄膜电容器中体积最小且最便宜。它们是构成一般用途滤波器的首选元件，其工作频率低于几百千赫，工作温度可达125℃。电容量的范围从 1000pF～10μF。除非在要求数百伏额定电压的情况下，采用更厚更坚固的薄膜，建议不要使用 1000pF 以下的电容值。
聚亚烯萘薄膜电容器额定电压高、精度高。
聚碳酸酯电容器的体积比上述电容器的要大些。但它具有优良的电性能，特别是工作于高温时更是如此。在很宽的温度范围内工作时，其损耗系数较低，返回性能比聚酯电容器要好。
10．几种常用电容器性能比较
表2-2所示是几种常用电容器的性能比较。表2-2 几种常用电容器性能比较2.1.3 电容器结构和命名方法
1．电容器基本结构
图2-17是电容器的基本结构示意图。电容器有两块极板，两极板之间为绝缘介质，在两极板上分别引出一根引脚，这样就可以构成电容器了。无论哪种电容器，它的基本结构都是这样。图2-17 电容器的基本结构示意图
电容器的结构非常简单，保证两极板之间是绝缘的，如果两极板之间已接通，就不是电容器。电容器的电路符号中也表达了这一点，即两条平行横线表示两极板之间绝缘。
2．纸介电容器结构
图2-18是纸介电容器结构示意图。图2-18 纸介电容器结构示意图
3．贴片多层陶瓷电容器结构
贴片多层陶瓷电容器又称贴片独石电容器，图2-19是贴片多层陶瓷电容器外形结构示意图。图2-19 贴片多层陶瓷电容器外形结构示意图
4．电容器等效电路
图2-20是贴片电容器等效电路示意图。从等效电路中可以看出，电容器除有电容外还有寄生电感L和寄生电阻R，尽管L和R都很小，但是在工作频率很高时电感会起作用。L与电容C构成一个LC串联谐振电路。图2-20 贴片电容器等效电路示意图
图2-21所示是电容器的阻抗特性曲线。从曲线中可以看出，当电容器频率高到一定程度后寄生电感L的作用显现，总的阻抗特性曲线为LC串联谐振电路阻抗特性曲线。图2-21 电容器的阻抗特性曲线
图2-22是不同容量电容器谐振频率示意图。从曲线中可以看出，容量减小，谐振频率增大。图2-22 不同容量电容器谐振频率示意图
图2-23所示是有引脚电容器的等效电路，它在等效电路中多了引脚分布，它也有高频串联谐振的特性。图2-23 有引脚电容器等效电路
5．电容器命名方法
表2-3所示是电容器命名方法，通过它可以了解到更为详细的电容器种类。电容器型号由四部分组成，这与电阻器型号相同。
表2-4所示是电容器型号中第三部分分类的数字含义说明。表2-3 电容器命名方法表2-4 电容器型号中第三部分分类的数字含义说明2.1.4 电容器主要参数
1．电容器容量
电容器的容量大小表征了电容器存储电荷多少的能力，它是电容器的重要参数，不同功能的电路需选择不同容量大小的电容器。电容器容量用大写字母C表示，容量C由下式决定：
式中 ε——介质的介电常数 ；
S——两极板相对重叠部分的极板面积；
d——两极板之间的距离。
由上式可知，电容器的容量C大小与两极板相对面积S成正比，而与两极板之间的距离d成反比，如图2-24所示。图2-24 示意图记忆方法提示图2-25可以形象地说明电容器容量与S、d之间的关系，以帮助记忆。图2-25 电容器容量与S、d 之间关系
电容器的容量单位是法拉（用F表示），法拉这一单位太大，平时使用微法（用µF表示）和皮法（用pF表示），三个单位之间的换算关系如下：
电路图中，标注电容量时常将µF简化成µ，将pF简化成p。例如，3300p就是3300pF，10µ就是10µF，图2-26所示电路中的C1就是这种情况。图2-26 示意图
2．电容器主要参数
电容器的参数比较多，这里仅介绍常用参数。（1）标称容量。电容器同电阻器一样，也有标称电容量参数。标称电容量也分许多系列。常用的是E6、E12系列，这两个系列的设置同电阻器一样。（2）允许偏差。电容器的允许偏差含义与电阻器相同，固定电容器允许偏差常用的是±5％、±10％和±20％，通常容量愈小，允许偏差愈小。（3）额定电压。额定电压是指在规定温度范围内，可以持续加在电容器上而不损坏电容器的最大直流电压或交流电压的有效值。重要提示额定电压是一个重要参数，在使用中如果工作电压大于电容器的额定电压，电容器是会损坏的。如果电路故障造成加在电容器上的工作电压大于它的额定电压，电容器将会被击穿。电容器的额定电压也是成系列的。（4）绝缘电阻。它又称为漏电电阻。由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，所以它的电阻不是无限大，一般在1000ΜΩ以上，电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻。重要提示绝缘电阻大小等于额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。漏电电阻愈小，漏电愈严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作，因此，漏电电阻愈大愈好。（5）温度系数。一般情况下，电容器的电容量是随温度变化而变化的，电容器的这一特性用温度系数来表示。重要提示温度系数有正、负之分，正温度系数电容器表明电容量随温度升高而增大，负温度系数电容器则是随温度升高而减小。使用中，希望电容器的温度系数愈小愈好。当电路工作对电容的温度有要求时，会采用温度补偿电路。（6）介质损耗。电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，即损耗角的正切值表示。损耗角愈大，电容器的损耗愈大，损耗角大的电容不适用于高频电路。2.1.5 电容器参数识别方法
电容器的标注参数主要有标称电容量、允许偏差和额定电压等。重要提示固定电容器的参数表示方法有多种，主要有直标法、色标法、字母数字混标法、3位数表示法和4位数表示法。
1．电容器参数直标法
直标法在电容器中应用最广泛，是在电容器上用数字直接标注出标称电容量、耐压（额定电压）等。
例如，图2-27所示某电容器上标有510p±10％、160V、CL12字样，表示这一电容器是纸介（CL）电容器，标称电容量为510pF，允许偏差为±10％，额定电压为160V。
图2-28所示是采用直标法的电容器实物图，它是一只8μF、直流工作电压400V的电容器。图2-27 示意图图2-28 采用直标法的电容器实物图
2．电容器3位数表示法
电容器3位数表示法中，用3位整数来表示电容器的标称电容量，再用一个字母来表示允许偏差。
在一些体积较小的电容器中普遍采用3位数表示法，因为电容器体积小，采用直标法标出的参数，字太小，容易看不清和被磨掉。
图2-29是电容器3位数表示法示意图。图2-29 电容器3位数表示法示意图
3位数字中，前2位数表示有效数，第3位数表示倍乘，即表示是10的n次方，或是有效数后有几个0。在3位数表示法中的标称电容量单位是pF。举例提示2图中所示电容器的3位数是102，它的具体含义为10×10pF，即标称容量为1000pF。图中另一只电容器的3位数是474，它的具体含义为447×10pF，即标称容量为270000pF，即为0.27µF。K是该电容器的误差标注，字母K表示±10％的误差。
3．电容器4位数表示法
电容器的4位数表示法有下列两种情况。（1）用4位整数来表示标称容量，此时电容器的容量单位是pF。例如，某只电容器上标出6800四个数字，这是采用4位表示法的电容器，是4位整数，所以电容单位是pF，这一电容器的标称容量是6800pF，图2-30所示是实物图。图2-30 4位数表示方法（2）用小数（有时不足4位数字）来表示标称容量，此时电容器的容量单位为µF。例如，某只电容器上标出小数0.47，这也是4位数表示法中的一种，由于此时为小数，所以标称容量的单位是µF，即这一电容器的标称容量是0.47µF。图2-31 不足4位数表示法
4．电容器标称容量色标法
采用色标法的电容器又称色码电容，色码表示的是电容器标称容量。色标法电容器的具体表示方式同3位数或是4位数表示法，只是用色码的不同颜色来表示各位数字。
图2-32是3条色标法电容器示意图。图中所示电容器上有3条色带，3条色带分别表示了3个色码。色码的读码方向是：从顶部向引脚方向读，对这个电容器而言是棕、绿、黄依次为第1、2、3条色码。图2-32 3条色标法电容器示意图
在这种表示法中，第1、2条色码表示有效数，第3条色码表示倍乘中10的n次方，也就是有几个0，容量单位为pF，表2-5所示是各色码的具体含义。表2-5 各色码具体含义
根据上述读码规则和色码含义可知，图2-32中所示的电容器标称4电容量为15×10pF＝150000pF＝0.15µF。
如图2-33所示，当色码要表示2个重复的数字时，可用宽1倍的色码来表示，该电容器前2位色码颜色相同，所以用宽1倍的红色带表4示。这一电容器的标称电容量为22× 10pF=220000pF=0.22µF。图2-33 示意图
图2-34所示是4条色环电容器示意图，紧靠一端的是第1条色环，第1、2条为有效值色环，第3条表示有效数后有几个0，第4条色环表示误差，容量单位为pF。图2-34 4条色环电容器示意图
5．电容器标称容量字母数字混标法
电容器的字母数字混标法同电阻器的这一表示方法，表2-6所示列举了一些例子说明这种表示方式。表2-6 举例说明重要提示有一个特殊情况，即0.33µF电容表示成R33，凡零点几微法电容器，可在数字前加上R来表示。
在字母数字混标法中，n、m、p都是词头符号，表2-7所示给出了这些词头符号的含义，它们适用于各种电子元器件标注。表2-7 词头符号的含义
6．电容器允许偏差表示方法
电容器的允许偏差归纳起来主要有5种表示方式。（1）电容器容量允许偏差的等级表示方法，表2-8所示是电容器误差等级说明。表2-8 电容器误差等级说明重要提示允许偏差等级的标志直接标注在电容器上，根据允许偏差字母，查此表可以知道该电容器的允许偏差范围。例如，02表示允许偏差范围为±2％。（2）电容器容量允许偏差的百分比表示方法。在这种允许偏差表示方式中，将±5％、±10％和±20％等直接标注在电容器上，识别比较方便。（3）电容器容量允许偏差的数字表示百分比方法。这种允许偏差表示方式中，将±号和％号均省去，直接标出数字。例如，标出5，表示该电容器的允许偏差为±5％。（4）电容器容量允许偏差的直接表示绝对允许偏差方式。这种表示方式就是将绝对允许偏差直接标注在电容器上。例如，4.7pF±0.5pF。（5）电容器容量允许偏差的字母表示方式。这种允许偏差表示方式中，用一些大写字母来表示允许偏差，有下列3种情况。
表2-9所示是第一种情况，用字母表示对称允许偏差时的含义。所谓对称允许偏差是指正、负允许偏差量相同，例如字母F表示允许偏差为＋1％和-1％。表2-9 用字母表示对称允许偏差时的含义
表2-10所示是第二种情况，用字母表示不对称允许偏差时的含义。所谓不对称允许偏差是指正偏差和负偏差不同，例如字母T表示正偏差为50％，而负偏差为10％。表2-10 用字母表示不对称允许偏差时的含义
表2-11所示是第三种情况，用字母表示绝对允许偏差时的含义。所谓绝对允许偏差是指直接标出电容器的允许偏差值。表2-11 用字母表示绝对允许偏差时的含义重要提示字母表示绝对允许偏差方式只适用于标称电容量小于10pF的电容，表中的允许偏差值的单位是pF。例如，字母D表示绝对允许偏差为±0.5，表示该电容器的实际容量在比标称值大0.5pF和比标称值小0.5pF的范围内。
7．电容器上表示温度的字母
表2-12所示是电容器上表示温度的字母含义。表2-12 电容器上表示温度的字母含义重要提示负温度用字母表示，正温度用数字表示。举一个例子，一个电容标志是682JC4表示电容的容量是6800pF±5％，工作温度范围是-40～＋125℃。
8．工作电压色标方法
图2-35是色标电容器中工作电压色环位置示意图，远离其他色环的那一环是表示电容器工作电压的色环，表2-13所示是色环颜色表示工作电压的含义。图2-35 色标电容器中工作电压色环位置示意图表2-13 色环颜色表示工作电压的含义
表2-14所示是常用电容器直流电压系列（有“*”的数值只限电解电容使用）。
9．常用电容器的标称容量系列
表2-15所示是常用电容器的标称容量系列。
10．电容器各种表示方法举例说明
表2-16所示是各种标注方式的电容器举例说明。表2-14 常用电容器直流电压系列（有“*”的数值只限电解电容使用）表2-15 常用电容器的标称容量系列表2-16 各种标注方式的电容器举例说明电容器参数运用提示关于电容器参数运用说明如下。（1）运用电容器时，第一要考虑的参数当然是标称容量及误差等级，特别是在一些振荡器选频电路中的电容器，它们的容量偏差将直接影响振荡器的振荡频率高低。（2）在一些特殊电路中，例如彩色电视机行扫描电路中的行定时电容器，它是由两只不同温度系数的电容器构成的，一只是正温度系数的聚酯电容器，另一只是负温度系数的聚丙烯电容器。在更换这两只电容器时，一定要用相同材料的电容器，否则温度系数不同，会造成振荡器的振荡频率随温度变化而变化。（3）耐压参数是关系到电容器是否能在电路中安全工作的大问题，如果耐压低，电容器会被击穿。2.2 电解电容器基础知识
电解电容器是固定电容器中的一种，将它与普通固定电容器分开讲述是因为它与普通电容器有较大的不同。电解电容器在电路中的使用量非常大，应用广泛。2.2.1 外形特征和电路符号
1．电解电容器外形特征
图2-36所示是几种电解电容器实物图。图2-36 几种电解电容器实物图外形特征提示关于电解电容器外形特征，主要说明下列几点。（1）电解电容器的外壳颜色常见的是蓝色，此外还有黑色等，其外形通常是圆柱形的。（2）它有两根引脚，在有极性电解电容器中这两根引脚有正、负极之分，在外壳上会用“-”符号标出负极性引脚的位置。（3）在无极性电解电容器中，它的两根引脚没有正、负极之分，没有表示极性的符号，根据这一特征可以分辨是有极性还是无极性电解电容器。（4）电解电容器的容量一般均较大，在1µF以上（有些进口电解电容器的容量小于这一值），而且采用直标法。（5）贴片电解电容器无长长的引脚。
2．电解电容器电路符号
表2-17所示是电解电容器电路符号识图信息说明。
3．电解电容器种类
表2-18所示是电解电容器分类方法说明。表2-17 电解电容器电路符号识图信息说明表2-18 电解电容器分类方法说明2.2.2 几种电解电容器个性说明
1．有极性和无极性电解电容器
表2-19所示是有极性和无极性电解电容器说明。
2．钽电解电容器
钽电解电容器使用广泛，表2-20所示是几种钽电解电容器个性说明。表2-19 有极性和无极性电解电容器说明表2-20 几种钽电解电容器个性说明2.2.3 电解电容器结构
1．有极性电解电容器结构及工作原理
有极性电解电容器结构与无极性电解电容器结构有所不同，正是由于这一结构上的不同，两种电解电容器的引脚极性不同。
电解电容器的基本结构是浸在电解液中的两个极板，如图2-37所示。图2-37 电解电容器基本结构示意图图2-37 电解电容器基本结构示意图（续）
图2-38（a）是有极性电解电容器内部结构示意图，图2-38（b）是功能结构示意图。图2-38（a）所示是一个铝电解电容器，分别用两层铝箔作为电容器的正、负极板，在这个正、负极板上分别引出正、负极性引脚。图2-38 有极性电解电容器结构示意图
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器的结构。重要提示如图2-38（b）所示，有极性电解电容器的介质就是氧化膜，它类似于晶体管中的PN结，具有单向导电特性。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、负极板之间的电流很小，电解电容器正常工作。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，将失去电容器的作用。注意，这种电容正、负引脚接反后还会发生爆炸现象。电容器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，有极性电解电容器才能正常工作，如图2-39所示。图2-39 有极性电解电容器 PN 结等效示意图应用提示正是因为有极性电解电容器2根引脚有极性之分，所以不能用于纯交流电路，如图2-40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器损坏。图2-40 示意图电子电路中，通常是交流电压信号“骑”在直流电压上，如图2-41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器也不存在问题。图2-41 示意图
2．无极性电解电容器结构及工作原理
无极性电解电容器是电解电容器中的一种，又称为双极性电解电容器，图2-42所示是它的功能结构示意图。图2-42 无极性电解电容器结构示意图
从图中可以看出，这种电解电容器有两个氧化膜，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，如图2-42所示。这样，无论正极1还是正极2中的哪一个加上高电位，另一个引脚加有低电位时，两个氧化膜中始终有一个处于通流状态，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器两根引脚有正、负之分的不足。重要提示无极性电解电容器由于采用了双氧化膜结构，使电解电容器的引脚变成了无极性的，同时又保留了电解电容器的一些优点。不过，无极性电解电容器的成本比有极性电解电容器高，有的要高很多。电解电容器具有体积小、电容量大、成本低的优点，但是它的两根引脚有正、负极性之分，这使它的使用范围受到了限制，而无极性电解电容器除成本偏高之外，可克服有极性电解电容器的不足。
3．有极性电解电容器等效电路
图2-43所示是有极性电解电容器等效电路，这是没有考虑引脚分布参数时的等效电路。等效电路中，C1为电容量，R1为两电极之间漏电阻，VD1为具有单向导通特性的氧化膜。图2-43 有极性电解电容器等效电路
4．大容量电解电容器等效电路
电解电容器是一种低频电容器，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。因为电解电容器的高频特性不好，所以容量很大的电解电容器其高频特性更差。图2-44所示是大容量电解电容器的等效电路，从中可以找到大容量电解电容器高频特性差的原因。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。图2-44 大容量电解电容器等效电路2.2.4 铝电解电容器主要参数
1．电容量
电解电容器的容量取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗，也就是其交流电容量随着工作频率、电压以及测量方法的变化而变化。
标准JISC 5102规定：铝电解电容的电容量的测量在频率为120Hz，最大交流电压为0.5V（有限值），DC bias（直流偏置）电压为1.5～2.0V的条件下进行。
铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。
2．损耗角正切值
电容器的等效电路中，串联等效电阻同容抗1/ωC之比称之为tan δ，这里的串联等效电阻是在120Hz下计算获得的值。显然，tan δ随着测量频率的增加而增大，随测量温度的下降而增大。
3．阻抗Z
在特定频率下，阻碍交流电流通过的电阻即为所谓的阻抗（Z）。它与电容等效电路中的电容值、电感值密切相关，且与串联等效电阻也有关系。重要提示电容的容抗（X）在低频率范围内随着频率的增加逐步减小。C频率继续增加达到中频范围时电抗（X）降至串联等效电阻的值。L当频率达到高频范围时感抗（X）变为主导，所以阻抗是随着频率L的增加而增加。重要概念补充提示电阻（R）是指通过导体的直流电压与电流之比，单位为欧姆。电抗（X）是指交流电路中由电感和电容引起的阻抗部分，包括感抗X和容抗C，单位为欧姆。LL阻抗（Z）是一个复合参数，实部为电阻，虚部为电抗，所以它与电阻、容抗和感抗三者有关，单位为欧姆。电导（G）是指通过导体的电流与电压之比，是电阻的倒数，单位为西门子。电纳（B）是导纳的虚数部分，包括容纳B和感纳B，单位为西门CL子。导纳（Y）是阻抗的倒数，也是一个复合参数，实部为电导，虚部为导纳，单位为西门子。导纳通常表示的是元器件并联的情况，而阻抗表示的是元器件的串联情况。
4．漏电流
电容器的介质对直流电流具有很大的阻碍作用。然而，由于铝氧化膜介质上浸有电解液，在施加电压时，在重新形成的以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的电流，称之为漏电流。通常，漏电流会随着温度和电压的升高而增大。
5．纹波电流和纹波电压
纹波电流和纹波电压又可以称为涟波电流和涟波电压，它是电容器所能耐受的纹波电流、电压值。重要提示当纹波电压增大时，纹波电流也随之增大。叠加入纹波电流后，由于会引起电容内部的等效串联电阻发热，所以会影响到电容器的使用寿命。一般的，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流也比较低。2.2.5 有极性电解电容器引脚极性识别方法
1．有极性电解电容器引脚极性识别方法
电解电容器一般采用直标法标出标称容量及允许偏差、额定电压等。对有极性电解电容器，还要标出引脚的极性。
表2-21所示是有极性电解电容器的引脚表示方式说明。表2-21 有极性电解电容器的引脚表示方式说明
2．电解电容器防爆口
在电解电容器上有防爆设计，图2-45所示是人字形防爆口，此外还有十字形等多种，有的防爆口设在底部，形状也多种多样。图2-45 电解电容器上的防爆口示意图2.3 微调电容器和可变电容器基础知识
微调电容器和可变电容器都是容量可以改变的电容器，前者容量变化范围较小，后者大一些。2.3.1 微调电容器和可变电容器外形特征
微调电容器又称半可变电容器。
1．微调电容器和可变电容器外形特征
表2-22所示是几种常见微调电容器和可变电容器说明。表2-22 几种常见微调电容器和可变电容器说明外形特征提示关于微调电容器和可变电容器外形特征说明如下。（1）可变电容器和微调电容器体积比较大，比普通电容器要大许多。（2）有动片和定片之分。可变电容器的引脚有多根，1只微调电容器共有2根引脚，当多只微调电容器组合在一起时，各微调电容器的动片可以共用1根引脚。（3）可变电容器和微调电容器的动片可以转动，可变电容器通过转柄转动动片。微调电容器上设有调整用的螺丝刀缺口，可以转动动片。（4）许多情况下，微调电容器固定在可变电容器上。
2．可变电容器和微调电容器电路符号
表2-23所示是可变电容器和微调电容器电路符号识图信息说明，它是在普通电容器电路符号的基础上，加上一些箭头等符号来表示容量可变或微调。
3．可变电容器种类
表2-24所示是可变电容器种类。表2-23 可变电容器和微调电容器电路符号识图信息说明表2-24 可变电容器种类2.3.2 微调电容器结构和工作原理
1．瓷介微调电容器引脚分布及工作原理
图2-46是3种瓷介微调电容器示意图。
瓷介微调电容器中，中间为瓷片介质，作为电容器两极板之间的绝缘体。上片称为动片，可以随调节而转动，下片固定不动。这样调节上片时，上、下两片银层的重叠面积随之改变，即改变了电容器两极板的相对面积大小，达到改变电容器容量的目的。图2-46 3种瓷介微调电容器重要提示实用电路中，要将动片接地，这样可消除调节动片时的有害干扰，因为调整时手指（人体）与动片相接触，动片接地后，相当于人体接触的是电路中的地线，可以大大减小人体对电路工作的干扰。
2．有机薄膜微调电容器引脚分布及工作原理
图2-47是有机薄膜微调电容器示意图。它们的结构和工作原理与瓷介微调电容器基本相同，只是它的动、定片为铜片，动、定片之间的介质为有机薄膜，当转动动片时可改变动、定片铜片的重叠面积，从而可改变其容量。图2-47 有机薄膜微调电容器重要提示双微调或四微调电容器共用一根动片引脚，每个微调电容器之间彼此独立。有机薄膜微调电容器通常装在双联或四联内，与双联或四联共用动片引脚。
3．拉线微调电容器结构
图2-48是拉线微调电容器结构示意图。这种微调电容器只能作减小容量的调整，即拉下绕的导线，拉下的圈数多，容量就小。图2-48 拉线微调电容器结构示意图2.3.3 可变电容器工作原理
1．单联可变电容器引脚分布及工作原理
图2-49所示是两种单联可变电容器的外形图。图2-49 两种单联可变电容器外形图（1）空气单联。它有一个可随转柄转动的动片（由许多片组成），还有不能转动的定片（由许多片组成），动片与定片之间不相碰（绝缘），以空气为介质。
容量调整原理：当转动转柄时，动片与定片之间的重叠面积改变，达到改变容量的目的。
当动片全部旋进时容量为最大，当动片全部旋出时容量为最小。
在实用电路中，为减小调节动片时的干扰影响，将动片引脚接地。（2）有机薄膜单联。它的动、定片全部装在塑料外壳内，只引出动片和定片引脚。在外壳内，动、定片金属层层相互交错叠压，两片之间用绝缘的有机薄膜作为介质。
当转动转柄时，动片（由许多片组成）随之转动，可改变动片与定片（由许多片构成）之间的重叠面积，达到改变容量的目的。重要提示在这种单联可变电容器中，定片引脚在左侧端点，而动片引脚设在中间，以便区别动、定片引脚。
图2-50是单联可变电容器在电路板中的安装位置示意图，图中带螺钉的是2只内附的微调电容器。图2-50 单联可变电容器在电路板中安装位置示意图
2．等容双联可变电容器引脚分布及工作原理
表2-25所示是3种等容双联可变电容器结构、引脚分布和工作原理说明。
3．差容双联可变电容器引脚分布及工作原理
表2-26所示是3种差容双联可变电容器结构、引脚分布和工作原理说明。表2-25 3种等容双联可变电容器结构、引脚分布和工作原理说明表2-26 3种差容双联可变电容器结构、引脚分布和工作原理说明
4．四联可变电容器引脚分布及工作原理
图2-51是有机薄膜四联可变电容器的引脚分布示意图。图2-51 有机薄膜四联可变电容器的引脚分布示意图重要提示由于调频和调幅波段信号频率相差甚远，要求用容量不等的双联可变电容器，故不能采用1个双联同时用于调频和调幅波段电路中。通常，调频双联的最大容量为20pF，最小容量不大于4.5pF，而调幅双联的最大容量为266pF，最小容量不大于7pF，可见它们之间相差很多。通常在四联可变电容器中还设有4只薄膜微调电容器。图中电容器的右侧为调频双联和用于调频波段中的2只微调电容器，它们共用1个动片引脚，此引脚接电路板上的地线。
表2-27所示是四联的背面字母所表示的各联作用及引脚说明。表2-27 四联的背面字母所表示的各联作用及引脚说明重要提示四联只有4只微调电容器，当收音电路波段较多时微调电容器数目不够了，此时再外接。2.3.4 微调电容器和可变电容器型号命名方法
1．微调电容器型号命名方法
薄膜可变电容器型号组成如下：
表2-28所示是薄膜可变电容器型号组成说明。表2-28 薄膜可变电容器型号组成说明
表2-29所示是最大标称容量代号含义说明。表2-29 最大标称容量代号含义说明重要提示瓷介质微调电容器的标称容量范围通常标注在微调电容器的侧面，例如7/30、5/20、3/10等，其中分子表示最小容量，分母表示最大容量，单位均为pF。
2．小型薄膜可变电容器型号命名方法说明小型薄膜可变电容器的型号组成如下：
主称与前面的含义相同。联数也用数字表示，当联数一项不标时为单联。用X表示小型的可变电容器。2.4 变容二极管基础知识
变容二极管是二极管中的一种，其他二极管都需要克服二极管PN结的结电容，而唯独变容二极管利用了PN结的结电容，且将结电容做成较大、可控的。重要提示在一些需要进行自动容量调整的电路中可以使用变容二极管，如电调谐电路。由于变容二极管的容量很小，所以它只用于一些振荡频率较高的电路，作为自动频率控制元器件。2.4.1 变容二极管外形特征和电路符号
1．变容二极管外形特征
图2-52所示是几种变容二极管实物图。从图中可以看出，它有2根引脚，与其他二极管一样，有1根正极性引脚和1根负极性引脚。图2-52 几种变容二极管实物图
2．电路符号
图2-53 所示是变容二极管电路符号。图2-53（a）所示为最新规定的变容二极管符号，其中用字母V或VD表示二极管。在二极管符号基础上加上电容符号，以表示变容二极管。图2-53（b）所示是过去曾采用的几种变容二极管电路符号，用字母D表示。图2-53 变容二极管电路符号
3．变容二极管种类
变容二极管按照PN结的结构和结面附近杂质的分布情况不同，可以分成缓变结、突变结和超变结3种类型。图2-54所示是3种变容二极管的电压-容量特性曲线，图中横轴方向为变容二极管上的反向偏置电压，纵轴方向为结电容。图2-54 3种变容二极管的电压-容量特性曲线特性提示变容二极管的结电容随反向偏置电压的增大而减小，各种类型变容二极管的结电容容量变化速率是不同的，缓变结的最慢，超变结的最快。2.4.2 变容二极管结构和主要参数
1．变容二极管结构和工作原理
变容二极管也是一个PN结的结构，为了获得较大的结电容，变容二极管做成面接触型或阶梯接触型，以扩大接触面，增大结电容。重要提示变容二极管的伏-安特性曲线和普通二极管一样，不同的是它工作在反向偏置区，为反偏压二极管，其结电容就是耗尽层的电容，也是变容二极管在电路中所需要的电容。
图2-55是变容二极管电容形成示意图，可以把耗尽层等效成两个导电板之间有介质的平行板电容器。结电容的大小与反向偏压的大小有关。图2-55 变容二极管电容形成示意图重要提示变容二极管在正常工作时处于反向偏置状态，即负极上的电位高于正极上的电位。当反向偏置电压增大时，PN结的阻挡层变厚，相当于电容器两极板之间的距离增大，这样结电容减小。反向偏置电压愈大，结电容愈小。
2．变容二极管等效电路
图2-56所示是变容二极管等效电路。等效电路中的C为可变结电容，它可以近似看成变容二极管的总电容，它包括结电容、外壳电容及其他分布电容；R是串联电阻，它包括PN结电阻、引线电阻及接线电阻；L是引线电感。图2-56 变容二极管等效电路
3．变容二极管主要参数（1）最高反向工作电压。它是指加在变容二极管两端的反向电压不能超过的电压允许值。（2）反向击穿电压。在施加反向电压的情况下，使变容二极管击穿的电压。（3）结电容。它是指在一特定的反置电压下，变容二极管内部PN结的电容。（4）结电容变化范围。在工作电压范围内结电容的变化范围。（5）电容比。它是指结电容变化范围内的最大电容与最小电容之比。（6）Q值。它是变容二极管的品质因数，它反映了对回路能量的损耗。品质因数Q=1/2πfRC（R和C为等效电路中的），要求Q值必须足够的大。（7）截止频率。当频率增高时，Q 值要下降。Q值下降到1时的频率为截止频率。图2-57所示是变容二极管频率与Q值之间关系的特性曲线。图2-57 变容二极管频率与Q 值之间关系特性曲线
4．变容二极管色点含义
在变容二极管中，同型号不同规格的二极管用不同颜色的色点表示，或用字母A、B等表示，表2-30所示是字母的具体含义。表2-30 型号中字母的具体含义第3章 电容器主要特性及应用电路
电容器的特性比电阻器复杂得多，所以电容电路也比电阻电路丰富和复杂。3.1 电容器重要特性电路分析提示掌握电容器的特性是分析有电容参与的电路工作原理的关键所在。很多情况下，对电容电路工作原理分析不正确或根本无从下手的主要原因，是对电容器主要特性不了解。掌握电容器的主要特性及其相应变化，是分析含有电容器的电路工作原理的基础。3.1.1 电容器直流电源充电和放电特性
掌握电容器的充电和放电工作原理，才能掌握电容器的根本特性。
1．电容器充电特性
图3-1是直流电源对电容器充电示意图。电路中的E为直流电源，1为电路提供直流工作电压。R1为电阻，C1为电容，S1为开关。图3-1 直流电源对电容器充电示意图
掌握直流电源对电容器的充电过程，是为了更好地掌握电容器对直流电的特性。（1）第一步分析。开关S1未接通时，电容C1中原先没有电荷。电容中没有电荷，电容两端（两根引脚之间）没有电压。
重要提示电容两端的电压U由下式决定：式中 Q——电容器内部的电荷量 ；C——电容器的容量。电容器内部没有电荷时，电容两端的电压为0V，电容中电荷愈多，电容两端的电压愈大。电容两端的电压与电容量成反比关系，容量愈大，电容两端的电压愈小，说明在同样的电荷量时，大电容两端的电压低于小电容两端的电压。（2）第二步分析。开关S1接通后，电路中的直流电源E开始对1电容C 1充电，此时电路中有电流流动，充电电流的路径和方向如图3-2所示。图3-2 充电示意图重要提示在开关S1刚接通瞬间，充电还没有开始，电容内部还没有电荷，所以电容两端的电压为0V，因为电容两端的电压与电容内部的电荷量相关，电荷为零，电压为0V。（3）第三步分析。充电开始后，电容C1上、下极板上充有电荷，如图3-3所示，即上极板上为正电荷，下极板上为等量的负电荷。图3-3 电容极板上电荷示意图重要提示由于上、下极板之间绝缘，所以电容器C1上、下极板上的正、负电荷不能复合，在电容器上、下极板上的电荷被保留，电容器能够存储电荷。电容内部有电荷就是电容两极板之间有电压，这是直流电源E对1电容器的充电电压。（4）第四步分析。由于电容器极板上的电荷随着充电的进行愈来愈多，电容器两极板之间的电压愈来愈大，这是充电过程。当充电到一定程度后，电容C1两极板上的电压（上正下负的直流电压）等于直流电源E的电压时，如图3-4所示，没有电流流过电阻R1，说明1也没有电流对电容器C1充电，这时充电结束，电路中没有电流流动。图3-4 充电完毕示意图重要提示电容C1充满电后，去掉充电电压，理论上电容C1两端保持所充到的电压，但是电容器存在着多种能量损耗，所以就像一只漏水的水缸迟早要漏光水一样，电容器也会“漏”光所存储的电荷，而使电容两端的电压为0V。（5）第五步分析。电容充满电后，由于电路中无电流，所以电阻R1两端的电压为0V，如图3-5所示，电容C1处于开路状态（电阻R1是不会开路的），直流电流不能继续流动，说明电容具有隔开直流电流的作用，即电容器具有隔直的作用。图3-5 充电结束后电阻两端电压为 0V重要提示电容器对直流电流具有隔直作用，是指直流电流对电容器充电完成之后，电路中没有电流流动，在直流电流刚加到电容器上时，电路中有电流流动，但是这一电流流动的过程很快结束。
2．电容器充电过程细节（1）电容充满电的时间长短与电阻R和电容C的大小相关，即11与时间常数τ有关。R、C大时，充电时间长；R和C小时，充电时1111间短。（2）图3-6所示是从示波器上看到的电容两端充电电压随时间变化的特性曲线。刚开始充电时电流大，电容两端充电电压上升速度快，到后面愈来愈慢了。在很短的时间，电容两端的电压接近充电的电源电压。图3-6 电容两端充电电压随时间变化特性曲线（3）在直流电源对电容充电的回路中，电容器两端所充到的直流电压大小与直流电源电压大小有关，在充电完成后，电容器两端的直流电压大小等于直流电源电压的大小（当然电容器的耐压要能承受住直流电源的电压）。如果直流电源电压是6V，充电结束后C1上的电压为6V；如果直流电源电压是9V，充电结束后C1上的电压为9V。重要提示在整个充电过程中，充电电流都没有直接从电容C1的两个极板之间流过，因为两极板之间是高度绝缘的，充电电流只在电容C1的外部电路中流动。
3．反方向充电
图3-7是电容反方向充电示意图。将电池E极性调换方向，C1中1无电荷，对电容C1的充电过程和结果与正向充电相似。由于直流电源的极性反了，所以在电容C1上充到的直流电压为下正上负。图3-7 电容反方向充电示意图重要提示通过上述分析可知，当直流电源对电容充电时，直流电源的极性不同时在电容上充到的直流电压极性也不同。
4．电容器放电过程
图3-8是电容放电示意图。如果电容器充满电后（C1上端正下端负），按图示电路接好，这时C1要完成放电过程。在电路中产生图示电流，这就是放电电流。图3-8 电容放电示意图重要提示电容放电电流方向从正电荷的电容极板通过电阻R1到负电荷的电容极板。此时，可以把充满电的电容C1理解成一个电池，如图3-9所示。随着放电的进行，C1中的电荷愈来愈少，电路中的放电电流愈来愈小，直到C1中的全部电荷放完，电路中无放电电流，C1两端的电压为0V。图3-9 电容放电时的等效电路
5．电容放电曲线
图3-10所示是示波器上观察到的电容放电特性曲线。从曲线中可以看出，开始时放电电流很大，后来愈来愈小，直至为零。
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