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      詳細介紹貼片電容

         來源:   發表日期:2022年03月04日    瀏覽次數:

        貼片電容全稱:多層(積層,疊層)片式陶瓷電容器,也稱為貼片電容,片容。英文縮寫:MLCC.

        基本概述

        貼片電容(多層片式陶瓷電容器)是目前用量比較大的常用元件,就AVX公司生產的貼片電容來講有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的規格,不同的規格有不同的用途。下面我們僅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V來介紹一下它們的性能和應用以及采購中應注意的訂貨事項以引起大家的注意。

        尺寸

        貼片電容的尺寸表示法有兩種,一種是英寸為單位來表示,一種是以毫米為單位來表示,貼片電容的系列型號有0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2010、2225、2512,是英寸表示法, 04 表示長度是0.04 英寸,02 表示寬度0.02 英寸,其他類同型號尺寸(mm)

        英制尺寸公制尺寸長度及公差寬度及公差厚度及公差

        0402 1005 1.00±0.05 0.50±0.05 0.50±0.05

        0603 1608 1.60±0.10 0.80±0.10 0.80±0.10

        0805 2012 2.00±0.20 1.25±0.20 0.70±0.20 1.00±0.20 1.25±0.20

        1206 3216 3.00±0.30 1.60±0.20 0.70±0.20 1.00±0.20 1.25±0.20

        1210 3225 3.00±0.30 2.54±0.30 1.25±0.30 1.50±0.30

        1808 4520 4.50±0.40 2.00±0.20 ≤2.00

        1812 4532 4.50±0.40 3.20±0.30 ≤2.50

        2225 5763 5.70±0.50 6.30±0.50 ≤2.50

        3035 7690 7.60±0.50 9.00±0.05 ≤3.00

        命名

        貼片電容的命名所包含的參數有貼片電容的尺寸、做這種貼片電容用的材質、要求達到的精度、要求的電壓、要求的容量、端頭的要求以及包裝的要求。一般訂購貼片電容需提供的參數要有尺寸的大小、要求的精度、電壓的要求、容量值、以及要求的品牌即可。

        例風華系列的貼片電容的命名:

        0805CG102J500NT 0805:是指該貼片電容的尺寸套小,是用英寸來表示的08 表示長度是0.08 英寸、05 表示寬度為 0.05 英寸 CG :是表示做這種電容要求用的材質,這個材質一般適合于做小于10000PF以下的電容,102 :是指電容容量,前面兩位是有效數字、后面的2 表示有多少個零102=10×102 也就是= 1000PF J:是要求電容的容量值達到的誤差精度為5%,介質材料和誤差精度是配對的 500:是要求電容承受的耐壓為50V 同樣500 前面兩位是有效數字,后面是指有多少個零。 N:是指端頭材料,現在一般的端頭都是指三層電極(銀/銅層)、鎳、錫 T:是指包裝方式,T 表示編帶包裝,B 表示塑料盒散包裝 貼片電容的顏色,常規見得多的就是比紙板箱淺一點的黃,和青灰色,這在具體的生產過程中會有產生不同差異 貼片電容上面沒有印字,這是和他的制作工藝有關(貼片電容是經過高溫燒結面成,所以沒辦法在它的表面印字),而貼片電阻是絲印而成(可以印刷標記)。

        貼片電容有中高壓貼片電容和普通貼片電容,系列電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、100V、200V、500V、1000V、2000V、3000V、 4000V 貼片電容的尺寸表示法有兩種,一種是英寸為單位來表示,一種是以毫米為單位來表示,貼片電容系列的型號有0201、0402、0603、0805、1206、1210、1812、2010、2225 等。 貼片電容的材料常規分為三種,NPO,X7R,Y5V NPO 此種材質電性能最穩定,幾乎不隨溫度,電壓和時間的變化而變化,適用于低損耗,穩定性要求要的高頻電路。

        容量精度在5%左右,但選用這種材質只能做容量較小的,常規100PF 以下,100PF- 1000PF 也能生產但價格較高 X7R 此種材質比NPO 穩定性差,但容量做的比NPO 的材料要高,容量精度在10%左右。 Y5V 此類介質的電容,其穩定性較差,容量偏差在20%左右,對溫度電壓較敏感,但這種材質能做到很高的容量,而且價格較低,適用于溫度變化不大的電路中。

        封裝

        貼片電容:可分為無極性和有極性兩類,無極性電容下述兩類封裝最為常見,即0805、0603;而有極性電容也就是我們平時所稱的電解電容,一般我們平時用的最多的為鋁電解電容,由于其電解質為鋁,所以其溫度穩定性以及精度都不是很高,而貼片元件由于其緊貼電路版,所以要求溫度穩定性要高,所以貼片電容以鉭電容為多,根據其耐壓不同,貼片電容又可分為A、B、C、D 四個系列,

        具體分類如下:類型封裝形式耐壓

        A 3216 10V

        B 3528 16V

        C 6032 25V

        D 7343 35V

        分類

        貼片電容的分類

        一 NPO電容器

        二 X7R電容器

        三 Z5U電容器

        四 Y5V電容器

        區別:NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要區別是它們的填充介質不同。在相同的體積下由于填充介質不同所組成的電容器的容量就不同,隨之帶來的電容器的介質損耗、容量穩定性等也就不同。所以在使用電容器時應根據電容器在電路中作用不同來選用不同的電容器。

        一 NPO電容器

        NPO是一種最常用的具有溫度補償特性的單片陶瓷電容器。它的填充介質是由銣、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損耗最穩定的電容器之一。在溫度從-55℃到 125℃時容量變化為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%,相對大于±2%的薄膜電容來說是可以忽略不計的。其典型的容量相對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。下表給出了NPO電容器可選取的容量范圍。

        封 裝 DC=50V DC=100V

        0805 0.5---1000pF 0.5---820pF

        1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF

        1210 560---5600pF 560---2700pF

        2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μF

        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。

        二 X7R電容器

        X7R電容器被稱為溫度穩定型的陶瓷電容器。當溫度在-55℃到 125℃時其容量變化為15%,需要注意的是此時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,它也隨時間的變化而變化,大約每10年變化1%ΔC,表現為10年變化了約5%.

        X7R電容器主要應用于要求不高的工業應用,而且當電壓變化時其容量變化是可以接受的條件下。它的主要特點是在相同的體積下電容量可以做的比較大。下表給出了X7R電容器可選取的容量范圍。

        封 裝 DC=50V DC=100V

        0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF

        1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF

        1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF

        2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF

        三 Z5U電容器

        Z5U電容器稱為“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,對于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本。對于上述三種陶瓷單片電容起來說在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量。但它的電容量受環境和工作條件影響較大,它的老化率最大可達每10年下降5%.

        盡管它的容量不穩定,由于它具有小體積、等效串聯電感(ESL)和等效串聯電阻(ESR)低、良好的頻率響應,使其具有廣泛的應用范圍。尤其是在退耦電路的應用中。下表給出了Z5U電容器的取值范圍。

        封 裝 DC=25V DC=50V

        0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF

        1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF

        1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF

        2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μF

        Z5U電容器的其他技術指標如下:

        工作溫度范圍10℃ --- 85℃

        溫度特性 22% ---- -56%

        介質損耗 最大 4%

        四 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℃范圍內其容量變化可達 22%到-82%.

        Y5V的高介電常數允許在較小的物理尺寸下制造出高達4.7μF電容器。

        Y5V電容器的取值范圍如下表所示

        封 裝 DC=25V DC=50V

        0805 0.01μF---0.39μF 0.01μF---0.1μF

        1206 0.01μF---1μF 0.01μF---0.33μF

        1210 0.1μF---1.5μF 0.01μF---0.47μF

        2225 0.68μF---2.2μF 0.68μF---1.5μF

        Y5V電容器的其他技術指標如下:

        工作溫度范圍 -30℃ --- 85℃

        溫度特性 22% ---- -82%

        介質損耗 最大 5%

        貼片電容器命名方法可到AVX網站上找到。不同的公司命名方法可能略有不同。

        作用

        電路中的作用

        在直流電路中,電容器是相當于斷路的。 電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,也是最常用的電子元件之一。

        這得從電容器的結構上說起。最簡單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(包括空氣)構成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢差),但是由于中間的絕緣物質,所以整個電容器是不導電的。不過,這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,任何物質都是相對絕緣的,當物質兩端的電壓加大到一定程度后,物質是都可以導電的,我們稱這個電壓叫擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿后,就不是絕緣體了。不過在中學階段,這樣的電壓在電路中是見不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當做絕緣體看。

        陶制電容器

        但是,在交流電路中,因為電流的方向是隨時間成一定的函數關系變化的。而電容器充放電的過程是有時間的,這個時候,在極板間形成變化的電場,而這個電場也是隨時間變化的函數。實際上,電流是通過場的形式在電容器間通過的。

        在中學階段,有句話,就叫通交流,阻直流,說的就是電容的這個性質。

        電容的作用:

        1)旁路

        旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩壓器的輸出均勻化,降低負載需求。 就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向器件進行放電。為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。 這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。地電位是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。

        2)去耦

        去耦,又稱解耦。 從電路來說, 總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大, 驅動電路要把電容充電、放電, 才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大, 這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會產生反彈),這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲,會影響前級的正常工作,這就是所謂的“耦合”.

        去耦電容就是起到一個“電池”的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。

        將旁路電容和去藕電容結合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去耦合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF 等;而去耦合電容的容量一般較大,可能是10μF 或者更大,依據電路中分布參數、以及驅動電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象,防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質區別。

        3)濾波

        從理論上(即假設電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上超過1μF 的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯了一個小電容,這時大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低,通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000μF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。曾有網友形象地將濾波電容比作“水塘”.由于電容的兩端電壓不會突變,由此可知,信號頻率越高則衰減越大,可很形象的說電容像個水塘,不會因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化為電流的變化,頻率越高,峰值電流就越大,從而緩沖了電壓。濾波就是充電,放電的過程。

        4)儲能

        儲能型電容器通過整流器收集電荷,并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40~450VDC、電容值在220~150 000μF 之間的鋁電解電容器(如EPCOS 公司的B43504 或B43505)是較為常用的。根據不同的電源要求,器件有時會采用串聯、并聯或其組合的形式,對于功率級超過10KW 的電源,通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。


      貼片電容
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