瓷片 電容學(xué)習(xí)資料共享

1、 電容學(xué)習(xí)資料共享瓷片電容（Ceramic Capacitor）1 瓷片電容（多層片式瓷介電容器 MLCC）圖 1.1 瓷片電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.1 瓷片電容命名規(guī)則Global part number(preferred)CC XXXX X X X5R X BB XXX 1 2 3 4 5 6（1）、尺寸-inch (metric)0201 (0603) 0402 (1005) 0603 (1608) 0805 (2012) 1206 (3216) 1210 (3225) 1812 (4532) 2220 (5750)（2）、精度F = ±1% G = ±2% J = 

2、7;5% K = ±10% M = ±20%Z = -20%80%不常用：A = ±0.05pFB = ±0.1pFC = ±0.25pFD = ±0. 5pF（3）、包裝形式 R = Paper/PE taping reel; Reel 7 inch （紙編帶包裝）K = Blister taping reel; Reel 7 inch （塑料帶包裝）P = Paper/PE taping reel; Reel 13 inch F = Blister taping reel; Reel 13 inch C = Bulk case(散

3、包裝)（4）、額點(diǎn)電壓4 = 4 V 5 = 6.3 V 6 = 10 V 7 = 16 V 8 = 25 V 9 = 50 V不常用：0 = 100 VA = 200 VB = 500 VC = 1KVD = 2KVE = 3KVH = 43KV（5）、容值兩位有效數(shù)+零的個(gè)數(shù)補(bǔ)充： CC- Multi-layer chip cap.多層電容器；CA-Cap. Array 陣列電容器；CL-Low. Inductance 低電感電容器 BB-第一個(gè)：阻擋層成分代碼 A:Pd/Ag（鈀/銀） B:Ni-Barrier（鎳） C: Ni/Au（鎳/銅） 第二個(gè)：內(nèi)部代碼 A:No BME B：B

4、ME（賤金屬電極）1.2 電介質(zhì)材料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。按其用途可以分為三類(lèi)：高頻熱補(bǔ)償電容器瓷（UJ、SL）；高頻熱穩(wěn)定電容器瓷（NPO）；低頻高介電容器瓷（X7R、Y5V、Z5U）。陶瓷介質(zhì)的代號(hào)是按陶瓷材料的溫度特性來(lái)命名的。目前通用的是美國(guó)EIA標(biāo)準(zhǔn)（Electronic Industries Association 電子工業(yè)協(xié)會(huì)）命名規(guī)則，電介質(zhì)材料命名規(guī)則：低溫高溫容量變化X:-554:+65A:±1.0%Y:-255:

5、+85B:±1.5%Z:+106:+105C:±2.2%7:+125D:±3.3%8:+155E:±4.7%9:+200F:±7.5%P:±10%R:±15%S:±22%T:+22%-33%U:+22%-56%V:+22-82%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  2

6、2 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/（-55125）.1.2.1 NPO材質(zhì)（C0G）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。精度能做到5%（J級(jí)），但是不能做到太高的容值。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±0.3C。NPO電容的漂移或滯后小于±0

7、.05%，相對(duì)大于±2%薄膜電容的來(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。1.2.2 X7R材質(zhì)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%C，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

8、主要特點(diǎn)是在相同的體積下電容量可以做的比較大。1.2.3 X5R材質(zhì)X5R材質(zhì)所能做出來(lái)的電容容值會(huì)更高一些，與X7R同樣容值電壓的電容相比，X5R的價(jià)格也要便宜一些。1.2.4 Y5V材質(zhì)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)4.7F電容器。其它技術(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%。1.3 選型考慮要素（1）、參數(shù)：電容值、容差、耐壓、使用溫度、尺寸（2）、材質(zhì)（3）、直流偏置效應(yīng)（4）、價(jià)格與供貨（5）、失效1.4 常用參數(shù)1

9、.4.1 標(biāo)稱(chēng)容值-C標(biāo)注在電容器上的電容量。1.4.2 額定電壓-V額定電壓也稱(chēng)電容器的耐壓值，是指電容器在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，能夠連續(xù)正常工作時(shí)所能承受的最高電壓。該額定電壓值通常標(biāo)注在電容器上。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，電容器的工作電壓應(yīng)低于電容器上標(biāo)注的額定電壓值，否則會(huì)造成電容器因過(guò)壓而擊穿損壞。1.4.3 允許誤差電容器的標(biāo)稱(chēng)容量與實(shí)際容量之間的允許最大偏差范圍。1.4.4 溫度系數(shù)溫度系數(shù)是指在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每變化1時(shí)，電容器容量的相對(duì)變化值。溫度系數(shù)值越小，電容器的性能越好。1.4.5 損耗因數(shù)損耗因數(shù)也稱(chēng)電容器的損耗角正切值，用來(lái)表示電容器能量損耗的大小。該值越小，說(shuō)明電容器的質(zhì)量越

10、好。(直觀表述在電容器上能量損耗，有功能量/無(wú)功能量)0805-106-5BB 阻抗與頻率關(guān)系1.4.6 頻率特性頻率特性是指電容器對(duì)各種不同高低的頻率所表現(xiàn)出的性能（即電容量等電參數(shù)隨著電路工作頻率的變化而變化的特性）。1.4.7 漏電流電容器的介質(zhì)材料不是絕艱絕緣體，在一定的工作溫度及電壓條件下，也會(huì)有電流通過(guò)，此電流即為漏電流。1.5 電容作用C：電容容值。一般是指在1kHz，1V 等效AC電壓，直流偏壓為0V情況下測(cè)到的；ESL：電容等效串聯(lián)電感。電容的管腳是存在電感的。在低頻應(yīng)用時(shí)感抗較小，所以可以不考慮。當(dāng)頻率較高時(shí)，就要考慮這個(gè)電感了；ESR：電容等效串聯(lián)電阻。無(wú)論哪種

11、電容都會(huì)有一個(gè)等效串聯(lián)電阻，當(dāng)電容工作在諧振點(diǎn)頻率時(shí)，電容的容抗和感抗大小相等，于是等效成一個(gè)電阻，這個(gè)電阻就是ESR。1.5.1 旁路（Bypass）在電路中為了改變某條支路的頻率特性，使得它在某些頻段內(nèi)存在適當(dāng)?shù)淖柚?，而在另一些頻段內(nèi)則處于近似短路的狀態(tài)。載波產(chǎn)品中應(yīng)用：電源的第一道抗噪防線是旁路電容。通過(guò)儲(chǔ)存電荷抑制電壓降并在有電壓尖峰產(chǎn)生時(shí)放電，旁路電容消除了電源電壓的波動(dòng)。旁路電容為電源建立了一個(gè)對(duì)地低阻抗通道，在很寬頻率范圍內(nèi)都可具有上述抗噪功能。低頻電路中多數(shù)旁路電容都采用電解電容原因在于陶瓷電容容值難以達(dá)到所需要的大小。例：旁路電容要將流經(jīng)電阻R的頻率高于f的交流信號(hào)近似短路。

12、旁路電容的大??？ 解：旁路電容C的目的就是在頻率f以上將原本流經(jīng)R的絕大多數(shù)電流短路；也即頻率為f時(shí)，容抗遠(yuǎn)小于電阻值。當(dāng)f=1khz，R=1k時(shí)，C應(yīng)該遠(yuǎn)大于0.16uf。因此取47uf已近很足夠了，再大一些也可以接受，100uf都還算能接受，電容適當(dāng)增大可以使得旁路更充分，而且在給定頻率以上支路的品質(zhì)因數(shù)更低，也就使得整個(gè)支路表現(xiàn)出來(lái)的容性更弱，支路對(duì)信號(hào)相位的影響更小（注：上述計(jì)算值的100到1000倍都可以接受，不過(guò)如果要是大于上式計(jì)算出的值的5000倍就不太好了）。不過(guò)再大也不會(huì)得到多少回報(bào)，甚至有可能帶來(lái)不好的后果，因?yàn)閷?shí)際的電容永遠(yuǎn)都不是一個(gè)純粹的電容。電容越大帶來(lái)的其分布電感也

13、將更顯著。要選擇最合適的旁路電容，我們首先思考四個(gè)問(wèn)題：1、需要多大容值的旁路電容？通常旁路電容的值都是依慣例或典型值來(lái)選取的。例如，常用的容值是 1 F 和 0.1 F。簡(jiǎn)單的說(shuō)，將大電容作為低頻和大電流電路的旁路，而小電容作為高頻旁路。2、如何放置旁路電容以使其產(chǎn)生最大功效？旁邊電容應(yīng)盡可能靠近每個(gè)芯片電源引腳來(lái)放置。距離電源引腳越遠(yuǎn)就等同于增加串聯(lián)電感，這樣會(huì)降低旁路電容的自諧振頻率（使有效帶寬降低）。3、要使我們所設(shè)計(jì)的電路/系統(tǒng)要工作在最佳狀態(tài)，應(yīng)選擇何種類(lèi)型的旁路電容？ 鉭電解和電解電容等有極性電容比較適合做旁路電容，但是目前瓷片電容有寬泛的容值范圍同時(shí)能夠小型化，因此瓷片電容選擇

14、越來(lái)越多。4、隱含的第四個(gè)問(wèn)題-所用旁路電容采用什么樣的封裝最合適？這取決于電容大小、電路板空間以及所選電容的類(lèi)型。等效電路會(huì)隨不同的封裝類(lèi)型而改變。其中主要的是等效串聯(lián)電感(ESL)。很顯然，只要電容結(jié)構(gòu)保持不變，其電容值也會(huì)保持不變。若同一電容采用多種不同封裝類(lèi)型，那么極板間的連接和外層封裝間的連接必定改變。這會(huì)帶來(lái)額外的串聯(lián)電阻和電感。封裝越小，串聯(lián)寄生參數(shù)就越小。表1 電容封裝和其等效串聯(lián)電感1.5.2 去耦去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個(gè)作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。將旁路電容和去耦電容結(jié)合起來(lái)將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻