電容
電容指南
本文為「不斷演進的電容器:多層陶瓷電容器,第 2 部分-技術 (第 1/2 部分)"。
除了許多優點之外,多層陶瓷電容還有兩大缺點。
首先,它們的溫度特性很差。具體來說,靜電容量會隨著溫度變化而有很大的差異。在 -55 至 +125°C 的溫度範圍內,鋁電解電容的電容變化約為±15%。相反地,多層陶瓷電容的電容值會因型號不同而在 +30 至 -80% 的範圍內有很大差異 (例如 F 型產品)。因此,如果要將多層陶瓷電容用於汽車內部或其他溫度變得非常高的地方的電子裝置,或用於滑雪場等寒冷地區的電子裝置,則在設計電子電路時,應選擇電容變化較小的電容,如 B 類產品。
但請注意,溫度特性差的缺點只適用於使用鈦酸鋇 (BaTiO3) 作為介電材料的高介電常數 (Class 2) 多層陶瓷電容。使用氧化鈦 (TiO2) 的 Class 1 多層陶瓷電容在 -55 至 +125°C 的溫度範圍內,電容溫度係數很小,最多只有 ±60 ppm/°C。然而,由於氧化鈦的相對介電常數較小,因此以 TiO2 為基礎的高電容多層陶瓷電容尚未商品化。
其次,多層陶瓷電容具有直流電壓特性 (DC bias characteristic)。直流電壓特性是指在多層陶瓷電容上施加直流電壓時,有效靜電電容會降低的現象 (圖 3)。
多層陶瓷電容有一個特性,當施加直流電壓時,其有效靜電電容會降低。這也被稱為直流偏置特性。
例如,當 4 V 直流電壓加在額定電壓為 6.3 V、電容為 100 μF 的多層陶瓷電容上時,若是 B 型產品,電容會降低約 20%;若是 F 型產品,電容會降低約 80%。這種現象不會發生在鋁電解和鉭電解電容中。
因此,在選擇多層陶瓷電容時,應事先測量電容所應用訊號線路的直流電壓分量,以確定有效電容的降低程度。(請參閱另一篇文章「JEITA 標準化直流偏置特性的記號」)。然而,使用先進微細加工技術製造的半導體晶片具有相當低的電源。最近,工作電壓約為 1.0 V 的晶片並不罕見,因此,在低電壓驅動的電路中,直流電壓特性的問題並不顯著。
與直流電壓特性相關的問題只發生在 Class 2 產品中。這是因為此等級產品中使用的鈦酸鋇是一種鐵電材料。因此,使用氧化鈦 (一種輔電材料) 的 Class 1 產品不會受到此問題的影響。
*標示的公司和產品名稱為各公司的商標或註冊商標。
* 2010年2月至3月號 "Tech On!"日經Business Publications,Inc.中列出的本文內容進行了重整。
*有關村田製作所多層陶瓷電容的詳細資訊,請參閱下列內容:
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