电容器指南

演变中的电容器~多层陶瓷电容器~ Part2 技术篇 ~后编~

本篇文章是"进化中的电容器~多层陶瓷电容器~Part1 技术篇 ~前编~"的后编。
敬请先阅读前编。这里是前编。

注意温度特性和直流电压特性

一方面,我们列举两个多层陶瓷电容器的较大的缺点。

名列前茅,较差的温度特性。具体一点来说,伴随着温度的变化,静电容量会产生很大的变化,铝电解电容器在-55~+125℃的温度范围中容量变化程度高达15%,多层陶瓷电容器根据类型的不同(比如说F特性品)容量变化范围达到+30~-80%。因此,在温度会变得非常高的车内等空间中使用的电子设备以及滑雪场等寒冷的地方使用的电子设备中如果需要用到多层陶瓷电容器的话,就必须选择容量变化较小的B特性品,和设计电子电路。

但是,所谓较差温度特性的缺点是指,限定于介质材料中使用的钛酸钡(BaTiO3)高介电常数型(class2)的多层陶瓷电容器,敬请注意。使用二氧化钛(TiO2)class1的多层陶瓷电容器在-55~+125℃的范围中,容量的温度系数超大变化仅有±60ppm/℃。但是,为了使二氧化钛的相对介电常数较小我们不会将大容量品产品化。

第二,存在直流电压特性(DC偏置特性)。所谓直流电压特性是指,如果在多层陶瓷电容器上施加直流电,会产生有效静电容量减少的现象。(图3)

图3 直流电压特性

具有当在多层陶瓷电容器上施加直流电时有效的静电容量将减少的特性。称之为DC偏置特性。 

比如说,在额定电压为6.3V静电容量为100μF的多层陶瓷电容器上施加4V的直流电,B特性品的静电容量为大约20%,F特性品则减少80%。铝电解和钽电解电容器则不会发生这样的现象。

因此,在选择多层陶瓷电容器的时候,需要测定适合的信号线的直流电压的成分,把握有效静电容量减少的程度。(请参考「考虑到DC偏置表示法,JEITA标准化」)。但是,利用先进的微细加工技术制造的半导体芯片的电源电压正在减小。最近,连1.0V左右工作的芯片都很少见了。因此,在低电压状态下驱动的电路中,直流电压特性的问题日趋显著。

关于直流电压特性,会发生问题的品种只有class2。钛酸钡属于强电介质,class1使用的是一般电介质的二氧化钛,因此不会发生直流电压特性的问题。

※公司名称以及产品名称为各公司的商标或注册商标
※本稿件是日经BP公司网络上「Tech On! 」2010年2-3月刊登内容的再编稿。
※本公司的多层陶瓷电容器详细内容请参考如下链接。

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