詳細(xì)信息
引言
隨著MLCC電容值的不斷增加，過(guò)去用來(lái)測(cè)量電容的設(shè)備可能無(wú)法對(duì)大電容元件提供準(zhǔn)確的測(cè)量。
特別是，儀表無(wú)法驅(qū)動(dòng)足夠的交流電壓來(lái)測(cè)量全電容。以下討論包含常見(jiàn)問(wèn)題的答案，以及對(duì)MLCC進(jìn)行高容量值測(cè)量的測(cè)量提示。
Q1. 測(cè)量一些大電容MLCC時(shí)，為什么測(cè)量值會(huì)比較??？
A1. 測(cè)量電容器時(shí)，了解真實(shí)值、実效值和表示值之間的差異非常重要。真實(shí)值是電容器在沒(méi)有寄生電感和電阻的理想元件時(shí)的值。実效值是元件實(shí)際（實(shí)部）和矢量（虛部）的總和，與頻率有關(guān)。表示值是測(cè)量設(shè)備顯示的值，受制于測(cè)量精度。
測(cè)量大電容值電容時(shí)，儀表上設(shè)定的電壓等級(jí)（表示值）不一定等于DUT（Device Under Test，被測(cè)器件）中傳輸?shù)碾妷旱燃?jí)（実效值）。
Q2. 對(duì)電容器應(yīng)該多大電壓和頻率才是合適的？
A2. MLCC電容器 > 10µF被視作大容値電容。制造技術(shù)的提高已經(jīng)允許陶瓷電容器制造商生產(chǎn)接近鉭電容和鋁電解電容等的大容値電容器。這些“大容值”MLCC的測(cè)試規(guī)格是按照與鉭電容相同的條件來(lái)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量電壓應(yīng)為0.5 Vrms，測(cè)量頻率應(yīng)為120Hz。下表概括并介紹測(cè)試條件。
| C ≤ 1000pF | 1.0 ± 0.2 Vrms | 1MHz ± 10% |
| 1000pF < C ≤ 10μF | 1.0 ± 0.2 Vrms | 1kHz ± 10% |
| C > 10μF | 0.5 ± 0.2 Vrms | 120 Hz ± 10% |
貼片電容材質(zhì)介紹
我們把用來(lái)制造片式多層瓷介電容（MLCC）的陶瓷叫電容器瓷。 這里所說(shuō)的瓷介就是用電容器瓷制成的陶瓷介質(zhì)。大家知道， 陶瓷是一類(lèi)質(zhì)硬、性脆的無(wú)機(jī)燒結(jié)體。就其顯微結(jié)構(gòu)而論，大都具有多晶多相結(jié)構(gòu)。其性能往往決定于其成份和結(jié)構(gòu)。當(dāng)配方確定之后， 能否達(dá)到預(yù)期的效果，關(guān)鍵取決于制造陶瓷粉料的工藝。
按其用途可以分為三類(lèi)：①高頻熱補(bǔ)償電容器瓷（UJ、SL）； ②高頻熱穩(wěn)定電容器瓷（NPO）；③低頻高介電容器瓷（X7R、Y5V、Z5U）。
按溫度系數(shù)分可以分為兩類(lèi)：①負(fù)溫度系數(shù)電容器瓷（即高頻熱補(bǔ)償電容器瓷）；②正溫度系數(shù)電容器瓷（即平時(shí)我們常說(shuō)的COG、X7R、Y5V瓷料）。
按工作頻率可以分為三類(lèi)：低頻、高頻、微波介質(zhì)。
高頻熱補(bǔ)償、熱穩(wěn)定電容器瓷是專(zhuān)供Ⅰ類(lèi)瓷介電容器作介質(zhì)用， 其瓷料主要成分是MgTiO3、CaTiO3、SrTiO3和TiO2再加入適量的稀土類(lèi)氧化物等配制而成。其特點(diǎn)是介質(zhì)系數(shù)較大，介質(zhì)損耗小，溫度系數(shù)和范圍廣，一般在（+120～-5600）ppm/℃之間可調(diào)。高頻熱補(bǔ)償電容瓷常用來(lái)制造的負(fù)溫產(chǎn)品，其用途最廣的地方就是振蕩回路， 像彩電高頻頭。大家知道，振蕩回路都是由電感和電容構(gòu)成， 回路中的電感線圈一般具有正的電感溫度系數(shù)。因此，為了保持振蕩回路中頻率(F=1/2π√ LC )不隨溫度變化而發(fā)生漂移， 就必須先用具有適當(dāng)?shù)呢?fù)溫度系數(shù)的電容器來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。
低頻高介電容器是指強(qiáng)介鐵電陶瓷， 一般用作Ⅱ類(lèi)瓷介電容器的介質(zhì)。具有自發(fā)極化性質(zhì)的非線性陶瓷材料，一般以鈦酸鋇（BaTiO3）為主體的鐵電陶瓷，其特點(diǎn)是介電系數(shù)特別
高，一般數(shù)千，甚至上萬(wàn)； 介電系數(shù)隨溫度呈非線性變化，介電常數(shù)隨施加的外電場(chǎng)有非線性關(guān)系。
二、瓷介代號(hào)
陶瓷介質(zhì)的代號(hào)是按其陶瓷粉料的溫度特性來(lái)命名的。 常用的幾種陶瓷粉料的含義如下：
Y5V：溫度特性Y代表 －25℃； 5代表＋85℃；
溫度系數(shù)V代表 －80％ ～ ＋30％
Z5U：溫度特性Z代表 ＋10℃； 5代表＋85℃；
溫度系數(shù)U代表 －56％ ～ ＋22％
X7R：溫度特性X代表 －55℃； 7代表＋125℃
溫度系數(shù)R代表 ± 15％
NP0：溫度系數(shù)是30ppm/℃
三、其它電子陶瓷的產(chǎn)品及用途
壓電陶瓷：利用其機(jī)－電轉(zhuǎn)換性能以制造換能器、 濾波器及變壓器等。
半導(dǎo)體瓷：其電氣性能對(duì)外界物理?xiàng)l件極其敏感， 可制造各種敏感元件。比如熱敏電阻，氣敏電阻。
磁性瓷：即鐵氧體瓷，是鐵磁性氧化物。 用以制造高頻或微波鐵氧體器件、以及恒磁器件。如VCD中的磁珠。
微波介質(zhì)瓷：其品質(zhì)因素大，頻率特性好，可制作聲表面波濾波器(SAWF)；陶瓷濾波器(CF)。
貼片電容的材質(zhì)規(guī)格 ：
貼片電容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的材質(zhì)規(guī)格，不同的規(guī)格有不同的用途。下面我們僅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V來(lái)介紹一下它們的性能和應(yīng)用以及采購(gòu)中應(yīng)注意的訂貨事項(xiàng)以引起大家的注意。不同的公司對(duì)于上述不同性能的電容器可能有不同的命名方法 ，NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要區(qū)別是它們的填充介質(zhì)不同。在相同的體積下由于填充介質(zhì)不同所組成的電容器的容量就不同，隨之帶來(lái)的電容器的介質(zhì)損耗、容量穩(wěn)定性等也就不同。所以在使用電容器時(shí)應(yīng)根據(jù)電容器在電路中作用不同來(lái)選用不同的電容器。
1: NPO電容器
NPO是一種最常用的具有溫度補(bǔ)償特性的單片陶瓷電容器。它的填充介質(zhì)是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的。
NPO電容器是電容量和介質(zhì)損耗最穩(wěn)定的電容器之一。在溫度從-55℃到+125℃時(shí)容量變化為0±30ppm/℃，電容量隨頻率的變化小于±0.3ΔC。
NPO電容的漂移或滯后小于±0.05%，相對(duì)大于±2%的薄膜電容來(lái)說(shuō)是可以忽略不計(jì)的。其典型的容量相對(duì)使用壽命的變化小于±0.1%。
NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質(zhì)損耗隨頻率變化的特性也不同，大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好。
NPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容，以及高頻電路中的耦合電容。
2: X7R電容器
X7R電容器被稱(chēng)為溫度穩(wěn)定型的陶瓷電容器。當(dāng)溫度在-55℃到+125℃時(shí)其容量變化為15%，需要注意的是此時(shí)電容器容量變化是非線性的。
X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的，它也隨時(shí)間的變化而變化，大約每10年變化1%ΔC，表現(xiàn)為10年變化了約5%。
X7R電容器主要應(yīng)用于要求不高的工業(yè)應(yīng)用，而且當(dāng)電壓變化時(shí)其容量變化是可以接受的條件下。它的主要特點(diǎn)是在相同的體積下電容量可以做的比較大。
三 Z5U電容器
Z5U電容器稱(chēng)為”通用”陶瓷單片電容器。這里首先需要考慮的是使用溫度范圍，對(duì)于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本。對(duì)于上述三種陶瓷單片電容起來(lái)說(shuō)在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量。但它的電容量受環(huán)境和工作條件影響較大，它的老化率最大可達(dá)每10年下降5%。 盡管它的容量不穩(wěn)定，由于它具有小體積、等效串聯(lián)電感（ESL）和等效串聯(lián)電阻（ESR）低、良好的頻率響應(yīng)，使其具有廣泛的應(yīng)用范圍。尤其是在退耦電路的應(yīng)用中。
Z5U電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下:
工作溫度范圍 +10℃ --- +85℃
溫度特性 +22% ---- -56%
介質(zhì)損耗 最大 4%
4:Y5V電容器
Y5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器，在-30℃到85℃范圍內(nèi)其容量變化可達(dá)+22%到-82%。
Y5V的高介電常數(shù)允許在較小的物理尺寸下制造出高達(dá)4.7UF電容器。
Y5V電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下:
工作溫度范圍 -30℃ --- +85℃
溫度特性 +22% ---- -82%
介質(zhì)損耗 最大 5%
電容的主要特性參數(shù)：
（1） 容量與誤差：實(shí)際電容量和標(biāo)稱(chēng)電容量允許的最大偏差范圍。一般使用的容量誤差有：J級(jí)±5%，K級(jí)±10%，M級(jí)±20%。
精密電容器的允許誤差較小，而電解電容器的誤差較大，它們采用不同的誤差等級(jí)。
常用的電容器其精度等級(jí)和電阻器的表示方法相同。用字母表示：D級(jí)—±0.5%；F級(jí)—±1%；G級(jí)—±2%；J級(jí)—±5%；K級(jí)—±10%；M級(jí)—±20%。
（2） 額定工作電壓：電容器在電路中能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠工作，所承受的最大直流電壓，又稱(chēng)耐壓。對(duì)于結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、容量相同的器件，耐壓越高，體積越大。
（3） 溫度系數(shù)：在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每變化1℃，電容量的相對(duì)變化值。溫度系數(shù)越小越好。
（4） 絕緣電阻：用來(lái)表明漏電大小的。一般小容量的電容，絕緣電阻很大，在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對(duì)而言，絕緣電阻越大越好，漏電也小。
（5） 損耗：在電場(chǎng)的作用下，電容器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來(lái)自介質(zhì)損耗和金屬損耗。通常用損耗角正切值來(lái)表示。
（6） 頻率特性：電容器的電參數(shù)隨電場(chǎng)頻率而變化的性質(zhì)。在高頻條件下工作的電容器，由于介電常數(shù)在高頻時(shí)比低頻時(shí)小，電容量也相應(yīng)減小。損耗也隨頻率的升高而增加。另外，在高頻工作時(shí)，電容器的分布參數(shù)，如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等，都會(huì)影響電容器的性能。所有這些，使得電容器的使用頻率受到限制。