《RD电容详解》PPT课件

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1、陶瓷电容器基础知识陈永真0416chenyongzhen@163.com13841685729陶瓷电容器概述1900年意大利L.隆巴迪发明陶瓷介质电容器。30年代末人们发现在陶瓷中添加钛酸盐可使介电常数成倍增长,因而制造出较便宜的瓷介质电容器。1940年前后人们发现了现在的陶瓷电容器的主要原材料BaTiO3(钛酸钡)具有绝缘性后，开始将陶瓷电容器使用于对既小型、精度要求又极高的军事用电子设备当中。而陶瓷叠片电容器于1960年左右作为商品开始开发。到了1970年，随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来，成为电子设备中不可缺少的零部件。现在

2、的陶瓷介质电容器的全部数量约占电容器市场的70%左右。陶瓷电容器概述陶瓷介质电容器的绝缘体材料主要使用陶瓷，其基本构造是将陶瓷和内部电极交相重叠。陶瓷材料有几个种类。自从考虑电子产品无害化特别是无铅化后，高介电系数的PB（铅）退出陶瓷电容器领域，现在主要使用TiO2(二氧化钛)、BaTiO3,CaZrO3(锆酸钙)等。和其它的电容器相比具有体积小、容量大、耐热性好、适合批量生产、价格低等优点。陶瓷电容器概述由于原材料丰富，结构简单，价格低廉，而且电容量范围较宽（一般有几个PF到上百μF），损耗较小，电容量温度系数可根据要求在很大范围内调整。陶瓷电容器品种繁多，外

3、形尺寸相差甚大从0402（约1×0.5mm）封装的贴片电容器到大型的功率陶瓷电容器。按使用的介质材料特性可分为Ⅰ型、Ⅱ型和半导体陶瓷电容器；按无功功率大小可分为低功率、高功率陶瓷电容器；按工作电压可分为低压和高压陶瓷电容器；按结构形状可分为圆片形、管型、鼓形、瓶形、筒形、板形、叠片、独石、块状、支柱式、穿心式等。陶瓷电容器的分类陶瓷电容器从介质类型主要可以分为两类，即Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器。Ⅰ类陶瓷电容器（ClassⅠceramiccapacitor），过去称高频陶瓷电容器（High-freqencyceramiccapacitor），是指用介质损耗小、

4、绝缘电阻高、介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容器。它特别适用于谐振回路，以及其它要求损耗小和电容量稳定的电路，或用于温度补偿。Ⅱ类陶瓷电容器（ClassⅡceramiccapacitor）过去称为为低频陶瓷电容器（Lowfrequencycermiccapacitor），指用铁电陶瓷作介质的电容器，因此也称铁电陶瓷电容器。这类电容器的比电容大，电容量随温度呈非线性变化，损耗较大，常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中。Ⅰ类陶瓷电容器按美国电工协会（EIA）标准为C0G（是数字0，不是字母O，有些文献笔误为COG）或N

5、P0（是数字0，不是字母O，有些文献笔误为NPO）以及我国标准的CC系列等型号的陶瓷介质（温度系数为0±30PPM/℃），这种介质极其稳定，温度系数极低，而且不会出现老化现象，损耗因数不受电压、频率、温度和时间的影响，介电系数可以达到400，介电强度相对高。这种介质非常适用于高频（特别是工业高频感应加热的高频功率振荡、高频无线发射等应用的高频功率电容器）、超高频和对电容量、稳定性有严格要求定时、振荡电路的工作环境，这种介质电容器唯一的缺点是电容量不能做得很大（由于介电系数相对小），通常1206表面贴装C0G介质电容器的电容量从0.5PF~0.01μF。Ⅱ类陶瓷电

6、容器Ⅱ类的稳定级陶瓷介质材料如美国电工协会（EIA）标准的X7R、X5R以及我国标准的CT系列等型号的陶瓷介质（温度系数为±15.0%），这种介质的介电系数随温度变化较大，不适用于定时、振荡等对温度系数要求高的场合，但由于其介电系数可以做得很大（可以达到1200），因而电容量可以做得比较大，适用于对工作环境温度要求较高（X7R：-55~+125℃）的耦合、旁路和滤波。通常1206的SMD封装的电容量可以达到10μF或在再高一些；Ⅱ类陶瓷电容器II类的可用级陶瓷介质材料如美国电工协会（EIA）标准的Z5U、Y5V以及我国标准的CT系列的低档产品型号等陶瓷介质（温度

7、系数为Z5U的+22%，-56%和Y5V的+22%，-82%），这种介质的介电系数随温度变化较大，不适用于定时、振荡等对温度系数要求高的场合，但由于其介电系数可以做得很大（可以达到1000~12000），因而电容量可以做得比更大，适用于一般工作环境温度要求（-25~+85℃）的耦合、旁路和滤波。通常1206表面贴装Z5U、Y5V介质电容器量甚至可以达到100μF，在某种意义上是取代钽电解电容器的有力竞争对手。陶瓷电容器的温度特性应用陶瓷电容器首先要注意的就是其温度特性；不同材料的陶瓷介质，其温度特性有极大的差异。第一类陶瓷介质电容器的温度性质根据美国标准EIA-

8、198-D，在用字母或数