(1) 容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围.一般使用的容量误差有:J级±5%,K级±10%,M级±20%.
精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级.
常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同.用字母表示:D级—±0.5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K级—±10%;M级—±20%.
(2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受的最大直流电压,又称耐压.对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大.
(3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值.温度系数越小越好.
(4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小的.一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆.电解电容的绝缘电阻一般较小.相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小.
(5) 损耗:在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量.这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗.通常用损耗角正切值来表示.
(6) 频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质.在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小.损耗也随频率的升高而增加.另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能.所有这些,使得电容器的使用频率受到限制.
不同材质电容器,最高使用频率不同.COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次之,Y5V(Z5U)最差.
敝司江门三巨电子,专业提供贴片电容和压敏电阻电子元器件,欢迎咨询产品和进行技术交流!
联系人:谭维 (先 生) 联系电话:13928285906
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网址:www.sanjv.com
陶瓷贴片电容MLCC选用关键点!
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如何理解电容器的静电容量
HOW TO UNDERSTAND THE CAPACITANCE
A.电容量
电容器的基本特性是能够储存电荷(Q),而Q值与电容量(C)和外加电压(V)成正比.
Q = CV
因此充电电流被定义为:
= dQ/dt = CdV/dt
当外加在电容器上的电压为1伏特,充电电流为1安培,充电时间为1秒时,我们将电容量定义为1法拉.
C = Q/V = 库仑/伏特 = 法拉
由于法拉是一个很大的测量单位,在实际使用中很难达到,因此通常采用的是法拉的分数,即:
皮法(pF) = 10-12F
纳法(nF) = 10-9F
微法(mF)= 10-6F
B.电容量影响因素
对于任何给定的电压,单层电容器的电容量正比于器件的几何尺寸和介电常数:
C = KA/f(t)
K = 介电常数
A = 电极面积
t = 介质层厚度
f = 换算因子
在英制单位体系中,f = 4.452,尺寸A和t的单位用英寸,电容量用皮法表示.单层电容器为例,电极面积1.0×1.0″,介质层厚度0.56″,介电常数2500,
C = 2500(1.0)(1.0)/4.452(0.56)= 10027 pF
如果采用公制体系,换算因子f = 11.31,尺寸单位改为cm,
C = 2500(2.54)(2.54)/11.31(0.1422)= 10028 pF
正如前面讨论的电容量与几何尺寸关系,增大电极面积和减小介质层厚度均可获得更大的电容量.然而,对于单层电容器来说,无休止地增大电极面积或减小介质层厚度是不切实际的.因此,平行列阵迭片电容器的概念被提出,用以制造具有更大比体积电容的完整器件.
在这种“多层”结构中,由于多层电极的平行排列以及在相对电极间的介质层非常薄,电极面积A得以大大增加,因此电容量C会随着因子N(介质层数)的增加和介质层厚度t’的减小而增大.这里A’指的是交迭电极的重合面积.
C = KA’N/4.452(t’)
以前在1.0×1.0×0.56″的单片电容器上所获得的容量,现在如果采用相同的介质材料,以厚度为0.001″的30层介质相迭加成尺寸仅为0.050×0.040×0.040″的多层元件即可获得(这里重合电极面积A’为0.030×0.020″).
C = 2500(0.030)(0.020)30/4.452(0.01)= 10107 pF
上面的实例表明在多层结构电容器尺寸相对于单层电容器小700倍的情况下仍能提供相同的电容量.因此通过优化几何尺寸,选择有很高介电常数和良好电性能(能在形成薄层结构后保持良好的绝缘电阻和介质强度)的介质材料即可设计和制造出具有最大电容量体积系数的元件.
HOW TO UNDERSTAND THE CAPACITANCE
A.电容量
电容器的基本特性是能够储存电荷(Q),而Q值与电容量(C)和外加电压(V)成正比.
Q = CV
因此充电电流被定义为:
= dQ/dt = CdV/dt
当外加在电容器上的电压为1伏特,充电电流为1安培,充电时间为1秒时,我们将电容量定义为1法拉.
C = Q/V = 库仑/伏特 = 法拉
由于法拉是一个很大的测量单位,在实际使用中很难达到,因此通常采用的是法拉的分数,即:
皮法(pF) = 10-12F
纳法(nF) = 10-9F
微法(mF)= 10-6F
B.电容量影响因素
对于任何给定的电压,单层电容器的电容量正比于器件的几何尺寸和介电常数:
C = KA/f(t)
K = 介电常数
A = 电极面积
t = 介质层厚度
f = 换算因子
在英制单位体系中,f = 4.452,尺寸A和t的单位用英寸,电容量用皮法表示.单层电容器为例,电极面积1.0×1.0″,介质层厚度0.56″,介电常数2500,
C = 2500(1.0)(1.0)/4.452(0.56)= 10027 pF
如果采用公制体系,换算因子f = 11.31,尺寸单位改为cm,
C = 2500(2.54)(2.54)/11.31(0.1422)= 10028 pF
正如前面讨论的电容量与几何尺寸关系,增大电极面积和减小介质层厚度均可获得更大的电容量.然而,对于单层电容器来说,无休止地增大电极面积或减小介质层厚度是不切实际的.因此,平行列阵迭片电容器的概念被提出,用以制造具有更大比体积电容的完整器件.
在这种“多层”结构中,由于多层电极的平行排列以及在相对电极间的介质层非常薄,电极面积A得以大大增加,因此电容量C会随着因子N(介质层数)的增加和介质层厚度t’的减小而增大.这里A’指的是交迭电极的重合面积.
C = KA’N/4.452(t’)
以前在1.0×1.0×0.56″的单片电容器上所获得的容量,现在如果采用相同的介质材料,以厚度为0.001″的30层介质相迭加成尺寸仅为0.050×0.040×0.040″的多层元件即可获得(这里重合电极面积A’为0.030×0.020″).
C = 2500(0.030)(0.020)30/4.452(0.01)= 10107 pF
上面的实例表明在多层结构电容器尺寸相对于单层电容器小700倍的情况下仍能提供相同的电容量.因此通过优化几何尺寸,选择有很高介电常数和良好电性能(能在形成薄层结构后保持良好的绝缘电阻和介质强度)的介质材料即可设计和制造出具有最大电容量体积系数的元件.
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@xhsanjv
如何理解电容器的静电容量HOWTOUNDERSTANDTHECAPACITANCEA.电容量电容器的基本特性是能够储存电荷(Q),而Q值与电容量(C)和外加电压(V)成正比.Q=CV因此充电电流被定义为:=dQ/dt=CdV/dt当外加在电容器上的电压为1伏特,充电电流为1安培,充电时间为1秒时,我们将电容量定义为1法拉.C=Q/V=库仑/伏特=法拉由于法拉是一个很大的测量单位,在实际使用中很难达到,因此通常采用的是法拉的分数,即:皮法(pF)=10-12F纳法(nF)=10-9F微法(mF)=10-6FB.电容量影响因素对于任何给定的电压,单层电容器的电容量正比于器件的几何尺寸和介电常数:C=KA/f(t)K=介电常数A=电极面积t=介质层厚度f=换算因子在英制单位体系中,f=4.452,尺寸A和t的单位用英寸,电容量用皮法表示.单层电容器为例,电极面积1.0×1.0″,介质层厚度0.56″,介电常数2500,C=2500(1.0)(1.0)/4.452(0.56)=10027pF如果采用公制体系,换算因子f=11.31,尺寸单位改为cm,C=2500(2.54)(2.54)/11.31(0.1422)=10028pF正如前面讨论的电容量与几何尺寸关系,增大电极面积和减小介质层厚度均可获得更大的电容量.然而,对于单层电容器来说,无休止地增大电极面积或减小介质层厚度是不切实际的.因此,平行列阵迭片电容器的概念被提出,用以制造具有更大比体积电容的完整器件.在这种“多层”结构中,由于多层电极的平行排列以及在相对电极间的介质层非常薄,电极面积A得以大大增加,因此电容量C会随着因子N(介质层数)的增加和介质层厚度t’的减小而增大.这里A’指的是交迭电极的重合面积.C=KA’N/4.452(t’) 以前在1.0×1.0×0.56″的单片电容器上所获得的容量,现在如果采用相同的介质材料,以厚度为0.001″的30层介质相迭加成尺寸仅为0.050×0.040×0.040″的多层元件即可获得(这里重合电极面积A’为0.030×0.020″).C=2500(0.030)(0.020)30/4.452(0.01)=10107pF上面的实例表明在多层结构电容器尺寸相对于单层电容器小700倍的情况下仍能提供相同的电容量.因此通过优化几何尺寸,选择有很高介电常数和良好电性能(能在形成薄层结构后保持良好的绝缘电阻和介质强度)的介质材料即可设计和制造出具有最大电容量体积系数的元件.
只问一句:为什么多层陶瓷电容也叫独石电容.
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何理解温度特性TCC
HOW TO UNDERSTAND THE TCC
如何理解温度特性TCC.pdf
A．温度系数(容量—温度特性):
通过调整配方将居里点尖峰移至室温附近的高K介质在25℃时展现出极高的介电常数,但同时,不管是升温还是降温,K值都会出现非常大的变化.而低K介质,其配方系统使得居里尖峰被压低和宽化,因此能如人们所希望的那样表现出更佳的稳定性.
Ⅰ类瓷的温度系数(T.C.)用ppm/℃表示,而Ⅱ类瓷用%ΔC.测量温度系数的方法是将片式电容器样品置于温度可控的温度实验室或“T.C.”实验室中,精确地读取不同温度(通常为-55℃、25℃、125℃)下的电容量.显然,精密的夹具和测试仪器就变得非常重要了,特别是测量小电容量时,其ppm/℃数值非常小,容量较基准值的变化往往远小于1皮法.由于存在去老化性,因此在测高K的Ⅱ类介质时就必须注意.如果在加热过程中对去老化的样品进行测量,其T.C.结果肯定是错误的;所以T.C.测量必须在对电容器去老化后至少一个小时才能进行.
采用下面的表达式就可以计算出任何给定的温度范围内Ⅰ类介质的温度系数,单位为ppm/℃:
T.C.(ppm/℃) = [(C2 – C1) / C1(T2 – T1)]106
这里: C1 = T1下的电容量
C2 = T2下的电容量
且 T2 > T1
举例:某一样品的电容量测量值如下:
-55℃,1997 pF
25℃,2000 pF
125℃,2004 pF
则-55℃到25℃范围内的T.C.斜率为:
T.C. = [(2000-1997)106] / 1997[25-(-55)] = 18.7 ppm/℃
25℃到125℃范围内的T.C.斜率为:
T.C. = [(2004-2000)106] / 2000(125-25) = 20.0 ppm/℃
Ⅱ类介质的温度系数是以在室温基准值上变化的百分数来表示的,其变化量较线性介质大了好几个数量级.
B．介质的分类
Ⅰ类介质由于其采用非铁电(顺电)配方,以TiO2为主要成分(介电常数小于150),因此具有最稳定的性能.通过添加少量其他(铁电体)氧化物,如CaTiO3 或SrTiO3,构成“扩展型”温度补偿陶瓷则可表现出近似线性的温度系数,介电常数增加至500.两种类型的介质都适用于电路中对稳定性要求很高的电容器,即介电常数无老化或老化可忽略不计,低损耗(DF<0.001,或对于扩展型T.C.介质DF<0.002),容量或介质损耗随电压或频率的变化为零或可忽略不计以及线性温度特性不超出规定的公差.
用“字母—数字—字母”这种代码形式来表示Ⅰ类陶瓷温度系数的方法已经被广泛应用,并被美国电子工业协会(EIA)标准198所采用.
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如何理解温度特性TCC.pdf
A．温度系数(容量—温度特性):
通过调整配方将居里点尖峰移至室温附近的高K介质在25℃时展现出极高的介电常数,但同时,不管是升温还是降温,K值都会出现非常大的变化.而低K介质,其配方系统使得居里尖峰被压低和宽化,因此能如人们所希望的那样表现出更佳的稳定性.
Ⅰ类瓷的温度系数(T.C.)用ppm/℃表示,而Ⅱ类瓷用%ΔC.测量温度系数的方法是将片式电容器样品置于温度可控的温度实验室或“T.C.”实验室中,精确地读取不同温度(通常为-55℃、25℃、125℃)下的电容量.显然,精密的夹具和测试仪器就变得非常重要了,特别是测量小电容量时,其ppm/℃数值非常小,容量较基准值的变化往往远小于1皮法.由于存在去老化性,因此在测高K的Ⅱ类介质时就必须注意.如果在加热过程中对去老化的样品进行测量,其T.C.结果肯定是错误的;所以T.C.测量必须在对电容器去老化后至少一个小时才能进行.
采用下面的表达式就可以计算出任何给定的温度范围内Ⅰ类介质的温度系数,单位为ppm/℃:
T.C.(ppm/℃) = [(C2 – C1) / C1(T2 – T1)]106
这里: C1 = T1下的电容量
C2 = T2下的电容量
且 T2 > T1
举例:某一样品的电容量测量值如下:
-55℃,1997 pF
25℃,2000 pF
125℃,2004 pF
则-55℃到25℃范围内的T.C.斜率为:
T.C. = [(2000-1997)106] / 1997[25-(-55)] = 18.7 ppm/℃
25℃到125℃范围内的T.C.斜率为:
T.C. = [(2004-2000)106] / 2000(125-25) = 20.0 ppm/℃
Ⅱ类介质的温度系数是以在室温基准值上变化的百分数来表示的,其变化量较线性介质大了好几个数量级.
B．介质的分类
Ⅰ类介质由于其采用非铁电(顺电)配方,以TiO2为主要成分(介电常数小于150),因此具有最稳定的性能.通过添加少量其他(铁电体)氧化物,如CaTiO3 或SrTiO3,构成“扩展型”温度补偿陶瓷则可表现出近似线性的温度系数,介电常数增加至500.两种类型的介质都适用于电路中对稳定性要求很高的电容器,即介电常数无老化或老化可忽略不计,低损耗(DF<0.001,或对于扩展型T.C.介质DF<0.002),容量或介质损耗随电压或频率的变化为零或可忽略不计以及线性温度特性不超出规定的公差.
用“字母—数字—字母”这种代码形式来表示Ⅰ类陶瓷温度系数的方法已经被广泛应用,并被美国电子工业协会(EIA)标准198所采用.
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陶瓷电容的等效串联电阻损耗
在选用射频片状陶瓷电容时,等效串联电阻(ESR)常常是最重要参数.ESR通常以毫欧姆为单位,是电容的介质损耗(Rsd)和金属损耗(Rsm)的综合(ESR＝Rsd+Rsm).事实上所有射频线路都用到陶瓷电容,所以评估陶瓷电容损耗对线路性能的影响是十分重要的.
低损耗射频电容的优点
在所有射频电路设计中,选用低损耗(超低ESR)片状电容都是一项重要考虑.以下是几种应用中低损耗电容的优点.在手持便携式发射设备的末级功率放大器内使用低损耗电容作场效应晶体管源极旁路和漏极耦合,可以延长电池寿命.ESR高的电容增加I²ESR损耗,浪费电池能量.
使用低损耗电容产品使射频功率放大器更容易提高功率输出和和效率.例如,用低损耗射频片状电容作耦合,可以实现最大的放大器功率输出和效率.对于目前的射频半导体设备,例如便携手持设备的单片微波集成电路,尤其是如此.许多这种设备的输入阻抗极低,因此输入匹配电路中电容的ESR损耗在全部网络的阻抗中占了很大的百分比.如果设备输入阻抗是1欧姆而电容ESR是0.8欧姆,约40%的功率将由于ESR损耗而被电容消耗掉.这将减低效率和输出功率.高射频功率应用也需要低损耗电容,这方面的典型应用是要使一个高射频功率放大器和动态阻抗相匹配.例如半导体等离子炉需要高射频功率匹配,设计匹配网络时使用了电容.负载从接近零的低阻抗大幅度摆动到接近开路,导致匹配网络中产生大电流,使电容负荷剧增.这种情况使用超低损耗电容,例如ATC的100系列陶瓷电容,最为理想.发热控制,特别是在高射频功率情况下,和元件ESR直接有关.这种情况下的电容功率耗散可以经由I²ESR 损耗计算出来.低损耗电容产品在这些线路中能减少发热,使线路发热问题更容易控制.
使用低损耗电容可增加小信号放大器的有效增益和效率.设计低噪声放大器(LNA)时使用低损耗陶瓷电容可以把热噪声(KTB)减到最小.使用超低损耗电容也可很容易地改善信噪比和总体噪声温度.设计滤波网络时使用低损耗陶瓷电容能把输入频带插入损耗(S21)减到最小,而且使滤波曲线更接近矩形,折返损耗性能更好.MRI成象线圈的陶瓷电容必须是超低损耗.这些电容和MRI线圈相接,线圈是调谐电路的一部分.因为MRI 扫描器要检测极弱的信号,线圈的损耗必须很低,一般在几个毫欧姆的量级.如果ESR损耗超过这个量级,而设计者没有采取措施降低损耗,成象分辨率就会降低.ATC100系列陶瓷电容组具有超低损耗,因而经常用于线圈电路.这些电容组在谐振电路中发挥功能,却不增加整个线路的损耗.
欢迎大家参与讨论!
在选用射频片状陶瓷电容时,等效串联电阻(ESR)常常是最重要参数.ESR通常以毫欧姆为单位,是电容的介质损耗(Rsd)和金属损耗(Rsm)的综合(ESR＝Rsd+Rsm).事实上所有射频线路都用到陶瓷电容,所以评估陶瓷电容损耗对线路性能的影响是十分重要的.
低损耗射频电容的优点
在所有射频电路设计中,选用低损耗(超低ESR)片状电容都是一项重要考虑.以下是几种应用中低损耗电容的优点.在手持便携式发射设备的末级功率放大器内使用低损耗电容作场效应晶体管源极旁路和漏极耦合,可以延长电池寿命.ESR高的电容增加I²ESR损耗,浪费电池能量.
使用低损耗电容产品使射频功率放大器更容易提高功率输出和和效率.例如,用低损耗射频片状电容作耦合,可以实现最大的放大器功率输出和效率.对于目前的射频半导体设备,例如便携手持设备的单片微波集成电路,尤其是如此.许多这种设备的输入阻抗极低,因此输入匹配电路中电容的ESR损耗在全部网络的阻抗中占了很大的百分比.如果设备输入阻抗是1欧姆而电容ESR是0.8欧姆,约40%的功率将由于ESR损耗而被电容消耗掉.这将减低效率和输出功率.高射频功率应用也需要低损耗电容,这方面的典型应用是要使一个高射频功率放大器和动态阻抗相匹配.例如半导体等离子炉需要高射频功率匹配,设计匹配网络时使用了电容.负载从接近零的低阻抗大幅度摆动到接近开路,导致匹配网络中产生大电流,使电容负荷剧增.这种情况使用超低损耗电容,例如ATC的100系列陶瓷电容,最为理想.发热控制,特别是在高射频功率情况下,和元件ESR直接有关.这种情况下的电容功率耗散可以经由I²ESR 损耗计算出来.低损耗电容产品在这些线路中能减少发热,使线路发热问题更容易控制.
使用低损耗电容可增加小信号放大器的有效增益和效率.设计低噪声放大器(LNA)时使用低损耗陶瓷电容可以把热噪声(KTB)减到最小.使用超低损耗电容也可很容易地改善信噪比和总体噪声温度.设计滤波网络时使用低损耗陶瓷电容能把输入频带插入损耗(S21)减到最小,而且使滤波曲线更接近矩形,折返损耗性能更好.MRI成象线圈的陶瓷电容必须是超低损耗.这些电容和MRI线圈相接,线圈是调谐电路的一部分.因为MRI 扫描器要检测极弱的信号,线圈的损耗必须很低,一般在几个毫欧姆的量级.如果ESR损耗超过这个量级,而设计者没有采取措施降低损耗,成象分辨率就会降低.ATC100系列陶瓷电容组具有超低损耗,因而经常用于线圈电路.这些电容组在谐振电路中发挥功能,却不增加整个线路的损耗.
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