片式電容是由印好電極(內(nèi)電極)的陶瓷介質(zhì)膜片以錯位的方式疊合起來,經(jīng)過一次性高�?zé)Y(jié)形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極)制成的電容,具有容量�,體積小,容易片式化等特點,是當(dāng)今移動通信�(shè)�、計算機板卡以及家電遙控器中使用最多的元件之一�
1)片式二端電容器二端形式的片式電容器是使用最普遍的片式電容器,這里以日本村田制作所�(chǎn)品為例給說明�
村田的片式電容器�(chǎn)品極其豐富,有一般的去耦和濾波用電容器(�(guī)格多、容量大,還有排容產(chǎn)�),以及頻率控�、調(diào)諧和阻抗匹配用電容器(帶溫度補�),高速和高頻電路去耦用電容�(低電感和低電�),中、高壓轉(zhuǎn)換用電容�(高電壓、大容量),交流電路用電容�(符合安規(guī)要求)以及汽車傳動與安全設(shè)備專用電容器等等。用戶可根據(jù)不同需要予以選擇合適的電容��
下面是村田制作所的GRM15�18�21�31系列的片式電容器�
?、貵RM18�21�31系列片式電容器適合于波峰及回流焊�;GRM15系列片式電容器只適合回流焊接�
?、贕RM1 5�18�21�31系列片式電容器備有長×寬×厚度為1�0×0�5×0�5mm�3�2×1�6×1�6mm的多種尺寸可供選用�
?、跥RM15�18�21�31系列片式電容器的適用電壓包括6�3V�10V�16V�25V�50V�100V�200V�500V等多個等級;根據(jù)使用的介�(zhì)材料�,有COG至Y5V等多種片式電容器可以選擇�
?、蹽RM15�18�21�31系列片式電容器可用在一般用途的電子�(shè)備中�
村田制作所還生�(chǎn)一種排容,在一個器件中�2�4個電�,尤其適合在單片機的總線上使用�
2)片式三端電容器我們平常使用的陶瓷圓片電容器作為旁路電�,可以將高頻干擾短路到地,達(dá)到抗干擾的目�。但是電容器的引線電感及電容�(nèi)部的剩余電感卻限制了它的高頻特性發(fā)揮�
電容器的插入損耗一開始隨頻率增加而增�,直至達(dá)到自諧振頻率(等效電感與電容的串聯(lián)諧振),插入損耗也�(dá)到�。此�,由于等效電感的感抗增大,使插入損耗開始下��
為了在高頻時也有較好的旁路作用,必須讓旁路電容的自諧振頻率也較高,所以電容器的引線不能長。另�,旁路電容也不是越大越好,電容大,自諧振的頻點偏�。所�,的辦法是通過試驗來選擇合適的電容,盡可能讓要抑制的干擾頻率與自諧振點一致,以便使擔(dān)�(dāng)濾波的電容器帶來的插入損耗為�
由于普通的兩端電容有引線電感,所以總的剩余電感較�,自諧振點也比較�。為了改�(jìn)普通引線式電容器的自諧�、且自諧振頻率偏低的問題,村田制作所曾發(fā)展了一種引線式三端電容器。與兩端電容相比,這個電容的上引線化成了兩根(所以三端電容有三根引線)。三端電容器的這兩根上引線化成了信號傳輸線的一部分,于是引線電感與電容器變成了一個“LC”濾波器。正是三端電容器巧妙地利用了引線電感,使得三端電容器對干擾的抑制作用更好。三端電容器也有自諧振問�,為了限度地限制這個問�,使用時三端電容器接地的這根引腳的長度應(yīng)該受到限��
�(yīng)該說片式二端電容器的出現(xiàn)對于改�(jìn)普通引線式電容器的自諧振問題是很有好處的,因為片式二端電容器的引線長度得到了限度縮�。但由于電容器內(nèi)部的�(gòu)�,并不能夠消除內(nèi)部電極的殘留電感,這樣�(dāng)頻率�(dá)到使電容器的容抗XC同殘留電感的XL的值相等時,二端電容依然會�(chǎn)生自諧振。由于自諧振頻率的存�,當(dāng)噪聲的頻帶超過自諧振頻率之后,噪聲的抑制效果會急速下�。但是與普通有引線的二端電容相比較,還是有很大改�(jìn)�
在交變電壓的作用�,電容器并不是以單純的電容形式出�(xiàn)�它除了具有電容量以外,還存在一定和電感和電阻。在頻率較低��它們的影響很小可以不予考慮;隨著工作頻率的得高�電感和電阻的影響不能忽視,嚴(yán)重時可能會使電容器失去作��
因此,我們一般用四個主要的參數(shù)來衡量片式電容的一般電性能:電容量(Capacitance� 、損耗角正切(Dissipation Factor� 、絕緣電�(Insulation Resistance)、耐電�(Dielectric Withstanding Voltage)�
一、電容量(C�
電容量的大小表示電容器貯存電荷的能力。一般用 HP 電橋測試�兩層平行金屬極板中的陶瓷介質(zhì)能貯存電荷能是因為陶瓷介�(zhì)具有一種特殊的物理特性:電極化(簡稱極化� 。從電學(xué)的角度來��一般導(dǎo)�,例如金屬和電解�(zhì)�其原子和分子對周圍電子的束縛力很小,我們稱這些電子為自由電子(或叫自由電荷� 。在電場的作用下�自由電子將沿電場力的方向作定向運�,形成電�。但在陶瓷介�(zhì)��原子、分子中正負(fù)電荷卻以其價健或離子健的形式存在�相互間強烈地束縛著,我們稱之為束縛電荷。在電場的作用下�這些正負(fù)電荷只能作微觀尺度上相對位�。由于電荷的相對位移,在原子�分子中就�(chǎn)生了感應(yīng)偶極�,我們稱之為極化。在外電場的作用下,偶極分子將沿電場方向定向偏轉(zhuǎn),從而在陶瓷介質(zhì)的表面形成相�(yīng)的感�(yīng)電荷�
�、絕緣電阻(IR�
完全不導(dǎo)電的絕緣體是沒有�。在電介�(zhì)中通常或多或少存在�、負(fù)離子,這些離子在電場作用下將定向遷�,形成離子電��我們稱之為體內(nèi)漏電�。通常,在電容器的表面,也會或多或少地存在正負(fù)離子�這些離子在外電場的作用下,會�(fā)生定向遷�,形成表面漏電流�因此�電容器的漏電流是陶瓷介質(zhì)中體�(nèi)漏電流與芯片表面的漏電流兩部分組�。我們把加在介質(zhì)兩端的電壓和漏電流之比稱之為介質(zhì)的絕緣電��
�、損耗(DF)和品質(zhì)因數(shù)(Q�
在外加電壓作用下,單位時間內(nèi)因發(fā)熱而消耗的能量�叫電容器的損�。理想的電容器把從電源中得到的能��全部貯存在電容器有介�(zhì)中,不發(fā)生任何形式的能量消�� 事實上電容器在外加電壓的作用下是要消耗能量的,介�(zhì)漏電流,緩慢極化(電偶極矩在電場作用下發(fā)生偏�(zhuǎn)� ,內(nèi)外電極金屬部位的等效電阻都會消耗一部分能量,形成電容器的損�。過高的電容器損耗會�(chǎn)生熱量使電容器溫度升高,造成電路工作狀�(tài)不穩(wěn)�,加速電容器的老化�
四、耐電壓(DWV�
電容器的耐電壓性能就是指電容器的陶瓷介�(zhì)在工作狀�(tài)中能夠承受的電壓,即擊穿電壓,也就是電容器的極限電壓�電容器的�(biāo)稱電壓即電容器的工作電壓,標(biāo)稱電壓一般是相對于直流來說的�而電容器的耐電壓常�(guī)也是相對直流來說�,但有時也常用交流來表示�一般來說,電容器的�(biāo)稱電壓遠(yuǎn)�(yuǎn)低于其瓷介的耐電�。因�� 在實際的工作過程中,電容器除了兩端時時要承受的直流電壓外�另外常有脈沖交流電壓存在�而這個交流電壓的峰值常常遠(yuǎn)�(yuǎn)高出工作過程中的直流電壓�因此�我們標(biāo)稱電壓遠(yuǎn)�(yuǎn)低于芯片的耐電��
為了滿足電子�(shè)備的整機向小型化、大容量化、高可靠性和低成本方向發(fā)展的需�,片式電容本身也在迅速地�(fā)展:種類不斷增加,體積不斷縮�,性能不斷提高,技�(shù)不斷�(jìn)步,材料不斷更新,輕薄短小系列產(chǎn)品已趨向于標(biāo)�(zhǔn)化和通用�。其�(yīng)用正逐步由消費類�(shè)備向投資類設(shè)備滲透和�(fā)��
此外,片式電容還在朝著多元化的方向發(fā)展:
?、贋榱诉m�(yīng)便攜式通信工具的需�,片式電容器正向低電�、大容量、超小和超薄的方向發(fā)��
?、跒榱诉m�(yīng)某些電子整機(如軍用通信�(shè)�)的發(fā)�,高耐壓、大電流、大功率、超高Q值、低ESR型的中高壓片式電容器也是目前的一個重要的�(fā)展方��
?、蹫榱诉m�(yīng)線路高度集成化的要求,多功能�(fù)合片式電容器正成為技�(shù)研究熱點�
電容器因為具有“隔直通交”的特性,同時它是一個儲能的元件,因此在電路中常有功用有以下幾個方面:
1� 儲能交換
這是電容器最基本的功�,主要是通過它的充放電過程來�(chǎn)生和施放一個電�。這主要是以大容量的Ⅱ類電容器為主,在某些情況下甚至可以代替小型鋁電解電容器和鉭電解電容�
2� 隔直通交(旁路與耦合�
由于電容器并非是一個導(dǎo)通體,它是通過交流的有�(guī)律的�(zhuǎn)向而體�(xiàn)出兩端帶電的�(xiàn)�,因此,在電路中它可以同其它元件并聯(lián),使交流通過,而直流被阻隔下來,起到旁路的作用�
在交流電路中,電容器跟隨輸入信號的極性變化而�(jìn)行充放電,從而使連接電容器兩端的電路表現(xiàn)�(dǎo)通的狀�(tài),起到耦合的作��
一般說�,與放大器或運放輸入端相�(lián)電容器的為耦合電容�;與放大器或運放�(fā)射極相聯(lián)的電容器為旁路電容器�
兩者均以Ⅱ類電容器為主,特別是0.1uF的電容居��
3� 鑒頻濾波
在交流電路中,對于一個多頻率混合的信號,我們可以用電容器將其部分分�,一般來�,我們可以使用一個合理電容量的電容器將大部分的低頻信號過濾掉。這主要以高頻或超高頻電容器為��
4� 浪涌電壓的抑�
由于電容器是一個儲能元�,因�,在電路中,它可以去除那些短暫的浪涌脈沖信號,也可以吸收電路中電壓起伏不定所�(chǎn)生的多余的能�。濾波主要以高頻�(chǎn)品為��
維庫電子�,電子知�,一查百��
已收錄詞�160360�