瓷片 電容學習資料共享

1、 電容學習資料共享瓷片電容（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)+零的個數(shù)補充： 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：阻擋層成分代碼 A:Pd/Ag（鈀/銀） B:Ni-Barrier（鎳） C: Ni/Au（鎳/銅） 第二個：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應根據(jù)電容器在電路中作用不同來選用不同的電容器。按其用途可以分為三類：高頻熱補償電容器瓷（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)的代號是按陶瓷材料的溫度特性來命名的。目前通用的是美國EIA標準（Electronic Industries Association 電子工業(yè)協(xié)會）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），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%，相對大于±2%薄膜電容的來說是可以忽略不計的。其典型的容量相對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電容器被稱為溫度穩(wěn)定型的陶瓷電容器。當溫度在-55到 125時其容量變化為15%，需要注意的是此時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電容器主要應用于要求不高的工業(yè)應用，而且當電壓變化時其容量變化是可以接受的條件下。它的

8、主要特點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)所能做出來的電容容值會更高一些，與X7R同樣容值電壓的電容相比，X5R的價格也要便宜一些。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 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4.7F電容器。其它技術指標如下: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（4）、價格與供貨（5）、失效1.4 常用參數(shù)1

9、.4.1 標稱容值-C標注在電容器上的電容量。1.4.2 額定電壓-V額定電壓也稱電容器的耐壓值，是指電容器在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，能夠連續(xù)正常工作時所能承受的最高電壓。該額定電壓值通常標注在電容器上。在實際應用時，電容器的工作電壓應低于電容器上標注的額定電壓值，否則會造成電容器因過壓而擊穿損壞。1.4.3 允許誤差電容器的標稱容量與實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，電容器容量的相對變化值。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)也稱電容器的損耗角正切值，用來表示電容器能量損耗的大小。該值越小，說明電容器的質(zhì)量越

10、好。(直觀表述在電容器上能量損耗，有功能量/無功能量)0805-106-5BB 阻抗與頻率關系1.4.6 頻率特性頻率特性是指電容器對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，也會有電流通過，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。在低頻應用時感抗較小，所以可以不考慮。當頻率較高時，就要考慮這個電感了；ESR：電容等效串聯(lián)電阻。無論哪種

11、電容都會有一個等效串聯(lián)電阻，當電容工作在諧振點頻率時，電容的容抗和感抗大小相等，于是等效成一個電阻，這個電阻就是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?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)品中應用：電源的第一道抗噪防線是旁路電容。通過儲存電荷抑制電壓降并在有電壓尖峰產(chǎn)生時放電，旁路電容消除了電源電壓的波動。旁路電容為電源建立了一個對地低阻抗通道，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，容抗遠小于電阻值。當f=1khz，R=1k時，C應該遠大于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，也就使得整個支路表現(xiàn)出來的容性更弱，支路對信號相位的影響更?。ㄗⅲ荷鲜鲇嬎阒档?00到1000倍都可以接受，不過如果要是大于上式計算出的值的5000倍就不太好了）。不過再大也不會得到多少回報，甚至有可能帶來不好的后果，因為實際的電容永遠都不是一個純粹的電容。電容越大帶來的其分布電感也

13、將更顯著。要選擇最合適的旁路電容，我們首先思考四個問題：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選取的。例如，常用的容值是 1 F 和 0.1 F。簡單的說，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？旁邊電容應盡可能靠近每個芯片電源引腳來放置。距離電源引腳越遠就等同于增加串聯(lián)電感，這樣會降低旁路電容的自諧振頻率（使有效帶寬降低）。3、要使我們所設計的電路/系統(tǒng)要工作在最佳狀態(tài)，應選擇何種類型的旁路電容？ 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能夠小型化，因此瓷片電容選擇

14、越來越多。4、隱含的第四個問題-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型。等效電路會隨不同的封裝類型而改變。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，其電容值也會保持不變。若同一電容采用多種不同封裝類型，那么極板間的連接和外層封裝間的連接必定改變。這會帶來額外的串聯(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)合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻