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陶瓷電容MLCC 簡(jiǎn)介

最常見(jiàn)的陶瓷電容通常是多層瓷介陶瓷電容MLCC，如下圖：

MLCC的溫度特性有很大區(qū)別，EIA Class I用的是二氧化鈦（TiO2），其溫度變化系數(shù)特別小。EIA Class II高介電常數(shù)型MLCC用的是鈦酸鋇（BaTiO3），其溫度系數(shù)很大。

優(yōu)點(diǎn) 無(wú)極性價(jià)格便宜體積小陶瓷電容，可以做到01005封裝。容積率大，適合用在小型化的電子產(chǎn)品中。Class1類電容，溫度特性好。絕緣電阻在數(shù)GΩ以上，漏電流很小。ESR比鉭電容，鋁電解電容都小，是mΩ級(jí)別，而且有一個(gè)明顯的諧振點(diǎn)，如下圖：

缺點(diǎn) 容積率小，容量沒(méi)有鉭電容，鋁電解電容大非Class1類電容，容值隨溫度變化較大。韌性差，擠壓容易斷裂。 MLCC電容的容量特性 容量vs電壓

高介電常數(shù)類型的陶瓷電容，其容值隨著施加的DC電壓或AC電壓值得改變而變化，下面兩幅圖是村田0.1uF，0201封裝，MLCC的電容特性。

這種現(xiàn)象是使用了鈦酸鋇系鐵電體的高介電常數(shù)（Class2）類片狀多層陶瓷電容器特有的現(xiàn)象，導(dǎo)電性高分子的鋁電解電容器(高分子AI)和導(dǎo)電性高分子鉭電解電容器(高分子Ta)、薄膜電容器(Film)、氧化鈦和使用了鋯酸鈣系順電體的溫度補(bǔ)償用片狀多層陶瓷電容器(MLCC)上幾乎不會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。如下圖：

向鈦酸鋇系鐵電體施加直流電壓時(shí)，電場(chǎng)小時(shí)，電位移(D)與電場(chǎng)(E)成正比，但隨著電場(chǎng)增大，原本方向混亂的自發(fā)極化(Ps)開(kāi)始沿電場(chǎng)的方向整齊排列，顯示非常大的介電常數(shù)，實(shí)際靜電容量值增大。隨電場(chǎng)進(jìn)一步增強(qiáng)，不久自發(fā)極化整齊排列完畢，分極飽和后，介電常數(shù)變小，實(shí)際靜電容量值變小(參照?qǐng)D2)。

因此，在選擇多層陶瓷電容器時(shí)，請(qǐng)不要完全按照產(chǎn)品目錄上記載的靜電容量進(jìn)行選擇。必須先向適用的電源(信號(hào))線施加直流電壓成分，測(cè)定靜電容量，掌握實(shí)際靜電容量值的情況。但是，這種直流偏置特性施加的直流電壓成分越低，靜電容量減少幅度越小。最近市面上出現(xiàn)了以突破1V的電源電壓(直流電壓)工作的FPGA和ASIC等半導(dǎo)體芯片。如把多層陶瓷電容器使用在這種芯片的電源線上時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)很明顯的直流偏置特性問(wèn)題。

容量vs頻率

電容量會(huì)隨著頻率的變化而改變：

容量vs時(shí)間

電容容量還會(huì)隨著時(shí)間的增加而減少，如下圖：

如何正確的測(cè)量電容量，請(qǐng)參考本文最后的連接。這里給出幾個(gè)要點(diǎn)：

測(cè)試前必須校準(zhǔn)設(shè)備，尤其是在測(cè)量小容值，小封裝電容時(shí)。ALC (Automatic Level Control )要打開(kāi)，并且要確認(rèn)測(cè)量時(shí)的DC偏壓是否符合原廠要求。如果測(cè)量值比標(biāo)稱值小，可能是電容放置時(shí)間較長(zhǎng)，老化導(dǎo)致的。高誘電系陶瓷電容器，主要構(gòu)成成分為鈦酸鋇（BaTiO3）。本系列電容器具有靜電容量隨著時(shí)間的推移而變小的現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象就叫作靜電容量的老化特性。對(duì)老化的電容加溫到居里點(diǎn)（溫度，鈦酸鋇一般為130℃左右）以上，鈦酸鋇的結(jié)晶會(huì)做一次重塑，電容容量恢復(fù)到了原先的值，然后開(kāi)始下一次老化，所以老化減少的靜電容量，可以在加熱后恢復(fù)。 MLCC的溫度特性

一般來(lái)說(shuō)，電容器的靜電容量會(huì)隨著使用溫度的變化而變化。變化幅度越小，溫度特性越好；幅度越大，溫度特性越差。當(dāng)電容器使用于溫度較高的汽車引擎室內(nèi)或者南極等寒冷地區(qū)的電子設(shè)備中時(shí)，必須考慮其使用環(huán)境條件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

參照國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)（IEC）和美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)（EIA）標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)陶瓷電容容值隨溫度變化的規(guī)律，對(duì)陶瓷電容進(jìn)行了分類，標(biāo)準(zhǔn)如下：

EIA Class I

EIA標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)代碼解釋：

溫度系數(shù)的計(jì)算公式是：溫度系數(shù)代碼x倍乘因數(shù)代碼（ppm/K）±隨溫度變化容差（ppm/K）。容常見(jiàn)規(guī)格如下，例如 C0G電容（使用了二氧化鈦與鋯酸鈣類電介質(zhì)材料，其靜電容量對(duì)溫度幾乎呈現(xiàn)直線性變化）的溫度漂移是±30ppm/K,U2J的溫度系數(shù)是-750±120ppm/K。