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主板显卡的电容知识

时间:09-16 来源:互联网 点击:



电容的分类很复杂,以上只罗列了板卡中常见的一些类型
上表是一个简单的、并不完整的电容分类表,主要列举了一些在板卡设备上最常见的电容类型,通过这个直观的树型表可以对电容的分类、命名方式有一个直观的认识。
比如说常见的直立电容几乎都是铝电解电容,所谓的固态电容和液态电容都属于铝电解电容的一种。固态电容是按照阴极材料区分的,主要是有机半导体和高分子聚合物这两种,其阳极材料还是铝。
接下来就为大家详细介绍各种电容的特性及优缺点。
接上页的分类表,开始详细介绍各类电容的特性和优缺点。首先按照介质的不同分为无机电容、有机电容和电解电容三大类:
无机介质电容器:
无机电容主要有陶瓷电容和云母电容,其基本结构就是在陶瓷片或者云母片的两面电镀金属材料比如银,电脑配件中陶瓷电容很常见。
陶瓷电容性质非常稳定、高频性能很好、无极性、耐压、耐热、低阻抗、体积小,综合性能好因此使用非常广泛,它可以应用在GHz级别的超高频器件上,比如军用雷达、电磁干扰发射器等精密仪器,当然CPU、GPU、Chipset表面也只能使用陶瓷电容。





CPU背面、GPU表面和GPU四周PCB上的小颗粒都是陶瓷电容
陶瓷电容之所以如此普及,这是因为能够在超高频率下正常工作的也只有陶瓷电容。所以我们可以看到,在主板CPU插槽四周/背面,显卡GPU四周/背面,还有内存、显存、芯片组、PCI-E插槽等,凡是高频器件周围都会有密密麻麻的陶瓷电容!



数字供电主要依靠高性能的多层陶瓷电容
但是,陶瓷电容的价格比较昂贵,而且容量有限,因此不适合作为供电模块的滤波电容。不过近年来随着技术的发展,高档数字供电主控芯片也可以使用大量多层陶瓷电容,这可以让抗干扰能力、稳定性和转换效率都得到大幅提高!
有机介质电容器:
薄膜电容就是典型的有机电容,音箱、收录机上很常见:



常见的薄膜电容
薄膜电容的基本构造就是2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔膜交替夹杂然后捆绑而成。这种电容的介质为高分子有机物,所以统称为有机电容,其特点与陶瓷电容类似,无极性、无感、高频特性好、体积小、耐压,但也同样存在容量不大、成本较高的缺点,另外它的介质是有机物,因此耐高温能力一般。
电解电容器:
电介质的材料除了无机物就是有机物,为什么还会单独分出一个电解电容来呢?这是因为无机电容和有机电容的绝缘材料在生产时就已确定,比如陶瓷、云母、塑料等。而电解电容的绝缘材料是在生产时通过化学反应生成的,比如铝片浸泡酸性溶液(电解液)通过电化学腐蚀之后,电容两极的有效表面积成倍增加,再加上电解液和金属之间的介质氧化膜非常薄,因此容量可以做到很大!虽然电解电容的介质也是无机物,但它与无机电容还是有本质区别的。



电解电容的阳极为金属箔,阴极一般是电解液,介质为金属氧化物
由于主板、显卡等产品使用的基本都是电解电容,因此这是我们要讲的重点。大家熟悉的铝电容、钽电容其实都是电解电容。如果说电容是电子元器件中最重要和不可取代的元件的话,那么电解电容器又在整个电容产业中占据了半壁江山。



大大小小的电解电容
首先让我们了解一下电解电容的性能特点,这样我们才能清楚为什么主板、显卡以及几乎所有的计算机设备里面都使用到了电解电容:
电解电容特点一:单位体积的电容量非常大,比其它种类的电容大几十到数百倍。
电解电容特点二:额定的容量可以做到非常大,大型电解电容可以做到几万μf甚至几f(但不能和多电层电容相比)。
电解电容特点三:价格比其它种类具有压倒性优势,因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料,比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备,可以大规模生产,成本相对比较低。
目前,新型的电解电容发展的非常快,某些产品的性能已达到无机电容器的水准,电解电容正在替换某些无机和有机介质电容器。电解电容的使用范围相当广泛,例如通讯产品,数码产品,汽车上音响、发动机、ABS、GPS、电子喷油系统以及几乎所有的家用电器。由于技术的进步,如今在小型化要求较高的军用电子对抗设备中也开始广泛使用电解电容。基本上,有电源的设备都会使用到电解电容,它价格便宜,使用在几百上千元的主板、显卡上是再合适不过了。
电解电容成本低,但是它的结构却非常复杂的,通过阳极和阴极的不同可以划分为好多种,接下来就专门介绍板卡设备常用的几种电解电容。
电解电容的分类,传统的方法都是按阳极的材质分,比如铝、钽、铌等金属,其中铌电容很少见,板卡上最常用的还是铝电容和钽电容,相信很多人都比较耳熟。
●铝电解电容
各种电解电容的外观差异很大,但不管贴片工艺还是直插式(后文会有详细介绍),或者有塑料表皮的“包皮电容”,只要它们的阳极材质是铝,那么肯定就是铝电解电容。但是很多人可能受到误导以为只有“包皮电容”才是电解电容。

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