电容器测试的挑战与方案

　　电容器是基本的电气元件，它出现在几乎任何一种电子硬件中。电容器广泛用于旁路、耦合、滤波和隧道电子电路。但是，为了使用电容器，就必须分析其电容量、额定电压、温度系数和漏电阻等特性。虽然电容器制造商进行这些测试，但是许多电子器件制造商在将电容器应用到产品中时，也要进行上述某些测试来检查质量。

　　什么是电容器?

　　电容器有点像电池，因为它们都储存电能。在电池内部，化学反应在一端产生电子并在另一端储存电子。但是，电容器比电池简单得多，因为电容器不能产生新电子——它只能储存电子。在电容器内部，连接到两块金属板的端子被非导电物质(称为电介质)隔开。电容器的存储潜力(或电容量)采用法拉度量。

　　电容量的测量

　　静电计的库仑功能可以配合阶跃电压源使用，以测量从几百纳法到<10pF范围的电容量。将未知电容与静电计的输入和阶跃电压源串联。

　　电容量的计算公式为：

　　图1示出了用静电计和内部电压源测量电容量的基础配置。其中，测量仪器处于电荷(或库仑)模式并且其电压源提供阶跃电压。在打开电压源之前，应当禁用仪表的零位检查功能并用REL功能将显示的电荷读数清零，零位检查的目的是防止输入FET过载并使测量仪器回零。当启用零位校验功能时，根据所使用静电计类型的不同，静电计的输入电阻范围约从10MΩ至100MΩ。当改变输入电路的条件时(例如改变功能和连接)，应当启用零位检查功能。REL功能是从实际读数中减去一个参考值。当启用REL功能后，测量仪器使用当前读数作为相对值。之后的读数将是实际输入值与相对值的差。

　　接着，打开电压源，随即记录下电荷读数。再用这个公式计算电容量：

　　其中：Q2=最终电荷

　　Q1=初始电荷(假定为零)

　　V2=阶跃电压

　　V1=初始电压(假定为零)

　　记录完读数后，将电压源复位到0V以消耗器件中的电荷。在接触器件前，请核实电容已经放电并达到安全电平。未知电容应放在屏蔽的测试装置中。该屏蔽连至静电计的LO输入端。HI输入端应当连至未知电容的最高阻抗端。如果电荷速率太高，由于输入级暂时变为饱和,会导致测量结果出错。为了限制静电计输入端的电荷转移速率，要在电压源和电容之间串联一个电阻器。当电容值>1nF时，尤其如此。串联电阻器的典型阻值为10kΩ~1MΩ。