陶瓷电容
陶瓷电容,又称为瓷介电容,是采用高介电常数陶瓷作为介质,涂敷金属薄膜(通常为银)经高温烧结形成电极的电容器。相较于其它电解电容,陶瓷电容具有超低的ESR和良好的高频特性。陶瓷电容具有体积小、容量大、稳定性强、绝缘性好、耐温高、频率特性好等优势。是电子设备中最常使用的电容。
制作原理
陶瓷电容用高介电常数的电容器陶瓷钛酸钡一氧化钛挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合(包括高频在内)。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。
分类
根据陶瓷材料的不同,陶瓷电容可分为低频陶瓷电容器和高频陶瓷电容器两类。按结构形式分类,又可分为圆片状电容器、管状电容器、矩形电容器等多种。陶瓷电容按照封装不同可分为插件和贴片式。按照介质不同可分为类I瓷介电容和II类瓷介电容,通常NP0,SL0,COG是I类瓷介电容,X7R,X5R,Y5U,Y5V是II类瓷介电容。I类瓷介电容容量稳定性很好,基本不随温度,电压,时间等变化而变化,但是一般容量都很小。而II类瓷介电容容量稳定性较差,随着温度,电压,时间变化幅度较大,所以一般用在对容量稳定性要求不高的场合,如滤波等。此外,还存在Class 3陶瓷电容,其容积效率更高,但其稳定性及准确度更差,一般用在去耦电容及其他电源供应器的应用中。
用途
在大功率、高压领域使用的高压陶瓷电容器,要求具有小型、高耐压和频率特性好等特点。随着材料、电极和制造技术的进步,高压陶瓷电容器的发展有长足的进展,并取得广泛应用。高压陶瓷电容器已成为大功率高压电子产品不可缺少的元件之一。高压陶瓷电容器的用途主要分为送电、配电系统的电力设备和处理脉冲能量的设备。陶瓷电容的电感性较其他主要电容器(薄膜电容或电解电容)要低,因此适用于高频的应用,一般可以到达数百MHz,若在电路上进行微调,甚至可以到达1GHz。
相较于质电容及电解电容,陶瓷电容在成本、可靠度及体积上都有竞争力,因此越来越多的应用会用陶瓷电容来取代钽质电容及小容值的铝电解电容,尤其应用在高频的开关电源或是旁路电容中。而且因为陶瓷电容的ESR低,因此可以配合较小的容值使用。
结构
陶瓷电容是有二个端子的非极性元件。早期最常使用的是碟型电容器,后来陶瓷电容也广泛使用在晶体管设备中。截至2007年,由于陶瓷电容相较于其他低容值电容的高容量及低成本优势,陶瓷电容仍广泛使用在各种电子设备中。陶瓷电容可分为碟型、由多层电容组成的长方体表面安装技术电容、没有针脚的碟型电容,以及圆筒型的电容。
编码
陶瓷电容上会印有三位数的编码标示其电容值,前二个数字标示容值最高的二位数,最后一数字则标示10的次方,其单位为皮法拉(pF)。数字后会有一个字母标示其电容允差范围。例如,一个标示C0G的电容,其容值不会随温度变化,误差在±30ppm/°C之间,而标示P3K的电容,其容值飘移量为−1500ppm/°C,最大误差在±250ppm/°C。除了EIA的电容识别码外,也有工业及军事应用的电容识别码。
参考资料
陶瓷电容的选型.沃芯半导体.2024-08-16
用在交通设备里的陶瓷电容. 智旭元器件.2024-08-16