Kondensator
Kondensator-Leitfaden
Wie ist das Temperaturverhalten von Keramikkondensatoren?
Datum der letzten Überarbeitung: 12/1/2023
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In dieser technischen Rubrik werden die grundlegenden Fakten über Kondensatoren beschrieben.
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Eigenschaften der Temperatur
Die Temperatureigenschaften von Keramikkondensatoren sind diejenigen, bei denen sich die Kapazität in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur ändert, und die Änderung wird als Temperaturkoeffizient oder als Kapazitätsänderungsrate ausgedrückt.
Es gibt zwei Haupttypen von Keramikkondensatoren, und die Temperatureigenschaften unterscheiden sich je nach Typ.
1. Temperaturkompensierende Keramik-Vielschichtkondensatoren (Klasse 1 in den offiziellen Normen)
Bei diesem Typ wird ein dielektrisches Material auf Kalziumzirkonatbasis verwendet, dessen Kapazität nahezu linear mit der Temperatur variiert.
Die Steigung zu dieser Temperatur wird als Temperaturkoeffizient bezeichnet, und der Wert wird in 1/1.000.000 pro 1°C (ppm/°C) angegeben.
Der Temperaturkoeffizient der Kapazität wird durch Gleichung 1 aus dem Kapazitätswert C25 bei der Referenztemperatur*1 und dem Kapazitätswert CT bei der oberen Temperaturkategorie*2 bestimmt.
*1 Obwohl der EIA-Standard 25°C und der JIS-Standard 20°C beträgt, wird hier der EIA-Standard von 25°C, der de facto der Standard ist, als Standard verwendet.
*2 Maximale Betriebstemperatur: Konstruktionsbedingt maximale Umgebungstemperatur einschließlich Eigenerwärmung 20°C MAX, die einen Dauerbetrieb der Kondensatoren ermöglicht.
Die EIA-Norm legt verschiedene Kapazitäts-Temperaturfaktoren fest, die von 0ppm/°C bis -750ppm/°C reichen.
Abbildung 1 unten zeigt typische Temperatureigenschaften.
Die nachstehenden Tabellen enthalten Auszüge aus den geltenden EIA- und JIS-Normen.
Offizielle EIA- und JIS-Normen für die Temperaturkompensation
*3 Sie kann von der aktuellen JIS-Norm abweichen.
*4 Das zweite Zeichen steht für die Toleranz des Temperaturkoeffizienten zwischen der Referenztemperatur und dem oberen Temperaturbereich. Die Toleranz des Temperaturkoeffizienten zwischen der Referenztemperatur und dem unteren Temperaturbereich wird auf der Grundlage der EIA-Norm berechnet.
*5 Die Regeln des offiziellen Standardcodes gelten nicht für SL. Die Kombination von S und L bedeutet, dass der Temperaturkoeffizient +350 bis -1000ppm/°C beträgt.
*6 Der Temperaturkoeffizient ist in der EIA in ein erstes und ein zweites Zeichen unterteilt, in der JIS nur in das erste Zeichen.
2. Typ mit hoher Dielektrizitätskonstante (Klasse 2 in den offiziellen Normen)
Bei diesem Typ wird Bariumtitanat als dielektrisches Material verwendet, und der Kapazitätswert weist eine unregelmäßige Abweichung in Bezug auf die Temperatur auf.
Aus diesem Grund werden die charakteristischen Standardwerte für die elektrostatische Kapazität in Abhängigkeit von der Temperatur durch die maximalen und minimalen Werte der Kapazitätsänderungsrate innerhalb des angewandten Temperaturbereichs angegeben, bezogen auf den Kapazitätswert C25 bei der Referenztemperatur*7. (Siehe Gleichung 2.)
*7 Basierend auf dem EIA-Standard von 25°C
Typisches Kurvenbeispiel und garantierter Temperaturbereich für ein System mit hoher Dielektrizitätskonstante
*8 Der offizielle Standardcode "B" der von JIS spezifizierten Temperaturkennlinie kann die Kapazitätsänderungsrate beim Anlegen einer Spannung individuell bestimmen. Murata definiert die Kapazitätsänderung als +10%/-30% in Code B1 und die Kapazitätsänderung als Keine Bestimmungen in Code B3.
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