陶瓷电容器使用陶瓷材料作为介电材料。陶瓷材料种类繁多,介电常数和稳定性不同,适用于不同的场合。
陶瓷电容主要有以下几种:
5.1 陶瓷圆盘电容器
陶瓷电容的主要优点是可以承受高电压,通常用作安规电容,可以承受250V交流电压。其外观和结构如下图所示:
图 12。陶瓷圆盘电容器的结构
5.2 多层陶瓷电容器
多层陶瓷电容器,即MLCC,贴片多层陶瓷电容器是目前世界上应用最广泛的电容器类型。它们的标准化封装和小尺寸适用于自动化高密度芯片生产。
多层陶瓷电容器的内部结构如下图所示:
图 13。片式多层陶瓷电容器的内部结构
5.3 单片电容器
由于多层陶瓷需要烧结和瓷化形成一个整体结构,所以引线封装中的多层陶瓷电容器也称为独石电容器。
独石电容器的结构是几片陶瓷薄膜坯料用电极焊盘材料包覆,层压后一次绕成不可分割的整体,外面用树脂包封。
独石电容器是一种体积小、容量大、可靠性高、耐高温的新型电容器。具有高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能并且有源体积小。
5.4陶瓷介质分类
根据EIA-198-1F-2002,陶瓷介质主要分为四类:
I类:具有温度补偿特性的陶瓷介质,介电常数大多较低,不超过200。通常是顺电介质。在温度、频率和偏置电压下,介电常数比较稳定,变化很小。损耗也很低,耗散因数小于0.01。
图 14。根据 EIA 规范对 1 类电容器进行编码
最稳定和使用最多的是C0G电容,即NP0。NP0 是 IEC/EN 60384-1 标准的代号,即负正零,使用 N 和 P 表示正偏差和负偏差。
由于介电常数低,C0G电容的电容值很小,最高可达0.1uF。0402 封装通常最大为 1000pF。
II、III类:其中温度特性AS属于II类,介电常数在几千左右。温度特性TV属于Class III,介电常数可高达20000,可见Class III的性能更不稳定。根据IEC的分类,II类和III类都属于第二类,高介电常数介质。比如X5R和X7R属于II类电容,广泛用于电源去耦,而Y5V属于III类电容,性能不稳定。
图 15。2 类和 3 类电容器的 EIA 编码
II、III类电容器的电容值可达数百uF,但由于介电常数较高的介质,大多为铁电介质(Ferroelectric),温度稳定性较差。此外,铁电介质的介电常数在直流偏压下会降低。
第四类:制造工艺不同于通常的陶瓷材料。内部陶瓷颗粒在外面都是一层薄薄的氧化层,核心是导体。这类电容器容量大,但击穿电压小。由于这些电容性能不稳定、损耗大,目前已基本被淘汰。
审核编辑 :李倩
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