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貼片陶瓷電容的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

貼片電容的優(yōu)點(diǎn)

一個(gè)是等效串聯(lián)阻抗(ESR:Equivalent Series Resistance)較小,因此頻率特性出色。ESR是指電容器內(nèi)部電極等的阻抗。這一阻抗較大的話(huà),除了判斷噪聲吸收特性?xún)?yōu)劣的依據(jù)、即阻抗的頻率特性會(huì)變差之外,阻抗導(dǎo)致的發(fā)熱也不容忽視。因此,在安裝于微處理器、DSP及MCU等半導(dǎo)體芯片的周?chē)?,用于?duì)噪聲進(jìn)行吸收的去耦用途時(shí),較低的ESR值是不可或缺的要素。

另一個(gè)是對(duì)異常電壓具有較強(qiáng)的耐受性。比如,以額定電壓為16V、靜電容量為10μF的產(chǎn)品進(jìn)行直流擊穿電壓的比較時(shí),鋁電解電容器只有30V,鉭電解電容器也不過(guò)30~60V。而片狀獨(dú)石陶瓷電容器極高,可以達(dá)到約200V。因此,即使電子設(shè)備因某種原因而出現(xiàn)了浪涌電壓或脈沖電壓時(shí),如果配備的是片狀獨(dú)石陶瓷電容器的話(huà),仍可將絕緣擊穿導(dǎo)致故障的可能性控制在較低水準(zhǔn)上。

電容器已誕生近50年。其間,片狀獨(dú)石陶瓷電容器什么是電容器?通過(guò)介電體層的薄型化以及新型介電體材料的開(kāi)發(fā),穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)小型化和大容量化。由此,片狀獨(dú)石陶瓷電容器逐漸從率先普及的鋁電解電容器、鉭電解電容什么是電解電容?器、薄膜電容器什么是薄膜電容器?手中奪取市場(chǎng),勢(shì)力范圍不斷擴(kuò)大(圖1)。比如靜電容量范圍在10μ~100μF的產(chǎn)品中,2002年片狀獨(dú)石陶瓷電容器的所占比例幾乎為零,但隨著向小型化和大容量化方向發(fā)展,到2005年可向市場(chǎng)投放產(chǎn)品中,片狀獨(dú)石陶瓷電容器的所占比例就升至約1/3,到2007年更是提高到了約2/3

貼片陶瓷電容的缺點(diǎn)大致有兩個(gè)。

第一是溫度特性較差。具體體現(xiàn)為靜電容量著溫度而變化的幅度較大。鋁電解電容器的容量變化在-55~+125℃的溫度范圍內(nèi)為±15%左右,而片狀獨(dú)石陶瓷電容器不同,有的種類(lèi)(比如F特性的產(chǎn)品)在+30~-80%的范圍內(nèi)便會(huì)大幅變化。因此,在將片狀獨(dú)石陶瓷電容器用于汽車(chē)車(chē)內(nèi)等高溫環(huán)境下或滑雪場(chǎng)等寒冷環(huán)境下的電子設(shè)備時(shí),需要在考慮了容量變化的基礎(chǔ)上來(lái)設(shè)計(jì)電子電路。

不過(guò),要注意的是,溫度特性較差的缺點(diǎn)只存在于介電體材料使用鈦酸鋇(BaTiO3)的高介電常數(shù)型(2類(lèi),CLASS-II)片狀獨(dú)石陶瓷電容器中。使用氧化鈦(TiO2)的1類(lèi)(CLASS-I)片狀獨(dú)石陶瓷電容器,在-55~+125℃范圍內(nèi)的容量溫度系數(shù)最大只有±60ppm/℃。但目前氧化鈦存在介電常數(shù)較小的問(wèn)題,因此未能實(shí)現(xiàn)大容量產(chǎn)品。

第二是存在直流電壓特性(DC偏壓特性)。直流電壓特性是指在向片狀獨(dú)石陶瓷電容器施加直流電壓后實(shí)際靜電容量會(huì)減少的現(xiàn)象(圖3)。比如,在向額定電壓為6.3V、靜電容量為100μF的片狀獨(dú)石陶瓷電容器實(shí)施加直流4V電壓時(shí),如果是B特性產(chǎn)品的話(huà),靜電容量就會(huì)減少約20%,F(xiàn)特性產(chǎn)品甚至?xí)p少約80%。而鋁電解電容器和鉭電解電容器則不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

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