前几天有同学反馈，面试TDK的时候，面试官问了几个电容测量的问题，完全答不上来，想让我看看有没有答案，我就去TDK和Murata找了下，还真被我找到了9个问题，我把答案也整理好告诉了他，相信他下次面试遇到这问题就会游刃有余了，也分享给公众号的同学们。
正确测量电容値和耗散因数的关键是仪表设置（表1）。
类别类型 | 电容量 | 频率 | 电压 |
Class I | 1,000pF and under | 1MHz ± 10% | 0.5 ～ 5 Vrms |
Over 1,000pF | 1kHz ± 10% | ||
Class II | 10uF and under | 1kHz ± 10% | 1.0 ± 0.2 Vrms |
Over 10uF | 120Hz ± 20% | 0.5 ± 0.2 Vrms |
表1：不同电容量范围和类别类型的频率和电压设置
电压设置对于高容値电容器来说是非常重要的。对于有些电容器仪表，对测试部件的印加电压不足，因此电容値读数偏低。
频率设置也十分重要。由于电容量随频率而变化，行业标准指定了1MHz、1kHz或120Hz（表1）的测试频率。
2. 由于电容的容量不同，为什么要以不同的测试频率/电压测试电容量？
仪表的频率设置主要取决于元件的寄生成分。为取得更精确的元件测试，要远离部件的SRF（Self-Resonant Frequency，自共振频率）测量频率。行业用户根据电容量值设定不同频率点的标准（表2）。在钽电容范围内考虑了10uF以上的电容量。因此，随着陶瓷电容量范围开始提升到钽电容范围，行业将钽电容测量的频率标准应用到陶瓷电容。
印加电压还取决于电容器的电容量。通常，10uF及以下已施加了1.0±0.2 Vrms电压。但10uF以上，印加电压为0.5±0.2 Vrms。高电容量电容器有极低阻抗，因此，要供应足够的电流进行测量，电源需要高于1.0 ±0.2 Vrms时所供应的更多电流。所以，通过降低印加电压，电源将能够供应足够的电流来准确测量高电容量电容器。
类别类型 | 电容量 | 频率 | 电压 |
Class I | 1,000pF and under | 1MHz ± 10% | 0.5 ～ 5 Vrms |
Over 1,000pF | 1kHz ± 10% | ||
Class II | 10uF and under | 1kHz ± 10% | 1.0 ± 0.2 Vrms |
Over 10uF | 120Hz ± 20% | 0.5 ± 0.2 Vrms |
表2: 不同电容量范围和类别类型的频率和电压设置
3. Cp或Cs有何不同？
阻抗分析仪表可以测量称作Cp的并联电容或称作Cs的串联电容4。电路模式将取决于电容器的电容值（图1）。
当C小而阻抗大时，C和Rp之间的并联阻抗将会明显高于Rs。因此用于测量电容量的仪表设置应为Cp。当C大而阻抗小时，C和Rp的并联阻抗不太大。因此，仪表设置应使用Cs来测量电容量。选择阻抗设置的一个好的经验规则是，对大于10kΩ的电容器阻抗值使用Cp，对小于10Ω的使用Cs。
图1: 阻抗等效电路
4. 要测量MLCC的容量，应该选择具有什功能的容量测试仪表？
测试仪表最重要的功能是印加电压和测量频率。确保电压和频率范围对于表3中所列的设置是足够的。须知道对于大容量电容器，测试仪表的阻抗可能成为重大问题。如果测量高电容器值，可能需要选择一个阻抗可内部切换的仪表。
有些测试仪表提供等级监视功能。此功能可监控OSC等级的输出水平或直流偏压。
测试仪表的测量准确性、速度和电容量范围也很重要。电容量的测量准确性应介于0.07%的准确性范围内。测试仪表在测量电容时、特別是用高速测量机器时确保仪表具有足够的时间来测量。确保要测量的电容器处在测试仪表的电容量范围内。
类别类型 | 电容量 | 频率 | 电压 |
Class I | 1,000pF and under | 1MHz ± 10% | 0.5 ～ 5 Vrms |
Over 1,000pF | 1kHz ± 10% | ||
Class II | 10uF and under | 1kHz ± 10% | 1.0 ± 0.2 Vrms |
Over 10uF | 120Hz ± 20% | 0.5 ± 0.2 Vrms |
表3: 不同电容量范围和类别类型的频率和电压设置
5. 什么是测试仪表的“杂散电容”？
杂散电容量是测量误差的一种类型，被定义为挟具和/或镊子头连接之间的电容量。当挟具打开时，有一些偏离电容量会加到电容器测量値上。但是，如果正确执行开放补偿，则可以准确补偿挟具产生的偏离电容量。
6. 什么是测量误差补偿，为什么需要补偿？
补偿是用于补偿测量过程中所增加误差的一个技术，如挟具、镊子等中的残留寄生。
测量电容器时，连接接触需要挟具或镊子钳。但是，挟具有一些寄生阻抗和导纳，这可能会使测量值增加不必要的阻抗或导纳。因此，需要寄生成分的补偿。
补偿通常包括三个步骤。这些步骤为开路、短路和负载补偿。执行开路补偿时，补偿寄生导纳。执行短路补偿时，补偿寄生阻抗。负载补偿设置50Ω负载测量的基准点。
7. 如何能准确测量Q？
Q（Quality Factor，质量因数）是电容器用作理想纯电容器的量度标准6。它是DF（Dissipation Factor，耗散因数）的倒数。Q通常电容值在330pF以下时オ会关心Q値的大小。
通过利用精密电感线圈（对应特定电容量范围）的Q仪表可以获得准确的Q值。经常需要多个线圈才能充分测量0.5～330pF范围值。对于电容器 > 330pF，可以通过耗散因数的倒数获得质量因数（公式1）。
8. 如何能测量电容器的绝缘电阻？
IR（Insulation Resistance，绝缘电阻）是电容器中的电介质材料电阻漏电流的程度。它是电介质材料本身的电阻。IR可通过漏电流来测量。知道漏电流和外加电压，即可根据欧姆定律计算绝缘电阻。测量漏电流有两种基本方式。首先，用一个与电容器和电压源串联的电流表（图2）。
其次，用一个与电阻器并联的伏特计，然后串联连接到电容器和电压源（图3）。
第一个方法通常适用于小于1uF的电容器。低电容量电容器具有低漏电流，因此，低电流电表可以准确测量电流。如果漏电流高，由于充电电容器的噪音和不稳定性，电表将不能准确测量。因此，对于高容値电容器应使用第二种方法。
9. 如何计算MLCC(积层贴片陶瓷片式电容器)的绝缘电阻或CR积？
根据部件的额定电压有两种绝缘电阻限制（表4）。
额定电压 | IR限制公式 |
25V～50V | 10,000MΩ或500MΩ uF; 以小者为准。 |
6.3V～16V | 10,000MΩ或100MΩ uF; 以小者为准。 |
表4: IR限制公式
示例:
额定电压: 16V
标称电容量: 100,000pF（或0.1 uF）
IR限制 = min[10,000MΩ或100MΩ uF/0.1uF]
= min[10,000MΩ或1,000MΩ]
因此，IR限制 = 1,000MΩ
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