陶瓷電容,又稱為瓷介電容,是采用高介電常數陶瓷作為介質,涂敷金屬薄膜(通常為銀)經高溫燒結形成電極的電容器。相較于其它電解電容,陶瓷電容具有超低的ESR和良好的高頻特性。陶瓷電容具有體積小、容量大、穩定性強、絕緣性好、耐溫高、頻率特性好等優勢。是電子設備中最常使用的電容。
制作原理
陶瓷電容用高介電常數的電容器陶瓷鈦酸鋇一氧化鈦擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質,并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。具有小的正電容溫度系數的電容器用于高穩定振蕩回路中,作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用,或對穩定性和損耗要求不高的場合(包括高頻在內)。這種電容器不宜使用在脈沖電路中,因為它們易于被脈沖電壓擊穿。
分類
根據陶瓷材料的不同,陶瓷電容可分為低頻陶瓷電容器和高頻陶瓷電容器兩類。按結構形式分類,又可分為圓片狀電容器、管狀電容器、矩形電容器等多種。陶瓷電容按照封裝不同可分為插件和貼片式。按照介質不同可分為類I瓷介電容和II類瓷介電容,通常NP0,SL0,COG是I類瓷介電容,X7R,X5R,Y5U,Y5V是II類瓷介電容。I類瓷介電容容量穩定性很好,基本不隨溫度,電壓,時間等變化而變化,但是一般容量都很小。而II類瓷介電容容量穩定性很差,隨著溫度,電壓,時間變化幅度較大,所以一般用在對容量穩定性要求不高的場合,如濾波等。此外,還存在Class 3陶瓷電容,其容積效率更高,但其穩定性及準確度更差,一般用在去耦電容及其他電源供應器的應用中。
用途
在大功率、高壓領域使用的高壓陶瓷電容器,要求具有小型、高耐壓和頻率特性好等特點。隨著材料、電極和制造技術的進步,高壓陶瓷電容器的發展有長足的進展,并取得廣泛應用。高壓陶瓷電容器已成為大功率高壓電子產品不可缺少的元件之一。高壓陶瓷電容器的用途主要分為送電、配電系統的電力設備和處理脈沖能量的設備。陶瓷電容的電感性較其他主要電容器(薄膜電容或電解電容)要低,因此適用于高頻的應用,一般可以到達數百MHz,若在電路上進行微調,甚至可以到達1GHz。
相較于質電容及電解電容,陶瓷電容在成本、可靠度及體積上都有競爭力,因此越來越多的應用會用陶瓷電容來取代鉭質電容及小容值的鋁電解電容,尤其應用在高頻的開關電源或是旁路電容中。而且因為陶瓷電容的ESR低,因此可以配合較小的容值使用。
結構
陶瓷電容是有二個端子的非極性元件。早期最常使用的是碟型電容器,后來陶瓷電容也廣泛使用在晶體管設備中。截至2007年,由于陶瓷電容相較于其他低容值電容的高容量及低成本優勢,陶瓷電容仍廣泛使用在各種電子設備中。陶瓷電容可分為碟型、由多層電容組成的長方體表面安裝技術電容、沒有針腳的碟型電容,以及圓筒型的電容。
編碼
陶瓷電容上會印有三位數的編碼標示其電容值,前二個數字標示容值最高的二位數,最后一數字則標示10的次方,其單位為皮法拉(pF)。數字后會有一個字母標示其電容允差范圍。例如,一個標示C0G的電容,其容值不會隨溫度變化,誤差在±30ppm/°C之間,而標示P3K的電容,其容值飄移量為?1500ppm/°C,最大誤差在±250ppm/°C。除了EIA的電容識別碼外,也有工業及軍事應用的電容識別碼。
參考資料 >
陶瓷電容的選型.沃芯半導體.2024-08-16
用在交通設備里的陶瓷電容. 智旭元器件.2024-08-16