陶瓷电容器特性

陶瓷电容器特性
特别说明：本文档所有内容来气村田制作所网站，作者仅将所需要的内容总结在一起方便阅读查阅，
Q ：高介电常数型（X5R/B、X7R/R 特性等）与温度补偿型（CH、C0G 特性等）的特征和用途有哪些区别？
A : 请参阅下表。
高介电常数型
温度补偿型
主要温度 B/X5R、R/X7R 特性等特性
CH、COG 特性等
特征
?主要原料：强介电性材料钛酸钡（BaTiO3） ?主要原料：一般介电材料氧化钛（TiO2）或
?室温下，拥有 1000~20000 的高相对介电锆酸钙（CaZrO3）
常数，实现了体积小容量大。
?相对介电常数为 20~300 左右，与高介电常
?随着温度或电压的变化，相对介电常数也数相比静电容量较小。
会发生变化，因此当用于电路的时间常数 ?随着温度的变化，相对介电常数会呈直线变
时，需事前确认电子电路动作状态进行变化化。
的可能性。
随着时间的变化，容量值基本保持不变，即
?静电容量会随着时间而变化。
使处于高温、高电力、高频率的环境中 tane
（电容损耗）也很小，稳定性极佳。
?基本不会受到介电常数的时间变化或施加
电压的影响，且具有较高的 Q 值
（1000~8000）。
主要用途
?常用于电脑、数码家电、智能手机等。 ?利用其优异的高频特性，作为去耦电容器防止噪音发生或发挥其优异的吸收功能，广泛应用于各领域。最近可获得数 μF~100μF 的容量值，因此还被应用于各类电源的平滑电容器。 ?此外还被广泛使用于分路器、连接器、过滤电路等领域中。
?常用于电视调谐器电路中。 ?最近可扩大至 0.1μF 的静电容量，开始用于 DC-DC 转换器的缓冲电路或音频设备等。此外还被用于高频电路中（振荡、调音、连接器电路等）。

Q: 陶瓷电容器的静电容量会不会随时间而变化？此外，对于随时间变化有哪些注意事项？
A: 陶瓷电容器中，尤其是高诱电率系列电容器(B/X5R、R/X7R 特性)，具有静电容量随时间延长而降低的特性。
当在时钟电路等中使用时，应充分考虑此特性，并在实际使用条件及实际使用设备上进行确认。例如，如下图所示，经过的时间越长，其实效静电容量越低。(在对数时间图上基本呈直线线性降低)

＊下图横轴表示电容器的工作时间(Hr)，纵轴表示的是相对于初始值的静电容量的变化率的图表。如图中所示，静电容量随着时间延长而降低的特性称为静电容量的经时变化(老化)。
此外，对于老化特性，不仅仅限于本公司的产品，在所有高诱电率型电容器中都有此现象，在温度补偿用电容器中没有老化特性。另外，因老化而导致静电容量变小的电容器，当由于工序中的焊接作业等使温度再次被加热到居里温度(约 125°C)以上时，静电容量将得到恢复。而且，当电容器温度降至居里温度以下时，将再一次开始老化。

关于老化特性的原理陶瓷电容器中的高诱电率系列电容器，现在主要使用以 BaTiO3(钛酸钡)作为主要成分的电介质。 BaTiO3 具有如下图所示的钙钛矿(perovskite)形的晶体结构，在居里温度以上时，为立方晶体(cubic)，Ba2+离子位于顶点，O2-离子位于表面中心，Ti4+离子位于立方体中心的位置。
上图是在居里温度(约 125℃)以上时的立方体(cubic)的晶体结构，在此温度以下的常温领域，为一个轴(C 轴)伸长，其他轴略微缩短的正方晶系(tetragonal) 晶体结构。
此时，作为 Ti4+离子在结晶单位的延长方向上发生了偏移的结果，产生极化，不过，这个极化即使在没有外部电场或电压的情况下也会产生，因此，称为自发极化(spontaneous polarization)。像这样，具有自发极化，而且可以根据外部电场转变自发极化的朝向的特性，被特称为强诱电型。

（有时将菱面体晶系称为三方晶系，把斜方晶系称为单斜晶系。）另外，当将 BaTiO3 加热到居里温度以上时，晶体结构将从正方晶体向立方晶体进行相转移。伴随此变化自发极化将消失，并且畴也将不存在。
当将其冷却到居里温度以下时，在居里温度附近，从立方晶体向正方晶体发生相转移，并且 C 轴方向将延长约 1%，其他轴将略微缩短，自发极化及畴将生成。同时晶粒将受到因变形而产生的压力。

在此时，晶粒内生成多个微小的畴，各个畴所具有的自发极化处于即使在低电场的情况下也很容易发生相转变的状态。
如果在居里温度以下，以无负载的状态放置，随着时间的延长，朝着随机方向生成的畴将具有更大的尺寸，并且向着能量更趋稳定的形态(图 90°domain)逐渐进行再配列，从而释放由于晶体的变形而带来的压力。除此之外，晶界层的空间电荷(移动缓慢的离子及空隙点等)将发生移动，并产生空间电荷的极化。空间电荷的极化将对自发极化产生作用，阻碍自发极化的相转变。

所以，自发极化从生成开始随着时间的延长，逐渐向着自发极化趋于稳定的状态进行再配列，与此同时，在晶界层产生空间电荷极化，并使自发极化的相转变受到阻碍。在这种状态下，为了使各畴所具有的自发极化发生相转变，必需要有更强的电场。与单位体积内的自发极化的相转变相同的是电容率，因此如果减少在弱电场下发生相转变的畴，静电容量将降低。上述内容被普遍认为是老化特性的原理。
Q: 请说明片状多层陶瓷电容器的绝缘阻抗值的规定和单位。 A: 独石陶瓷电容器的绝缘电阻表示当在电容器端子之间施加直流电压 (无纹波) 时，在设定时间 (比如 60 秒) 之后施加电压和漏电流之间的比率。当一个电容器绝缘电阻的理论值无穷大时，因为实际电容器的绝缘电极之间的电流流量很小，实际电阻值是有限的。上述电阻值称为"绝缘电阻"，并用兆欧[MΩ]和欧法拉[Ω F]等单位表示。
绝缘电阻值的性能
当直流电压直接施加在电容器后，突入电流 (也称充电电流) 的流量如下图 1 所示。随着电容器逐渐被充电，电流呈指数降低。

图1
电流 I (t) 随时间的增加而分为三类 (如方程 (1) 所示)，即充电电流 Ic (t)、吸收电流 Ia (t) 和漏电电流 Ir。
I (t)=Ic (t)+Ia (t)+Ir 方程 (1)
充电电流表明电流通过一个理想的电容器。与充电电流相比，吸收电流有一个延迟过程，并且在低频范围内伴随有介电损耗、造成高介电常数电容器 (铁电性电容器) 极性相反并在陶瓷与金属电极界面上发生肖特基障垒。
漏电电流是在吸收电流的影响降低后，在一定阶段出现的常数电流。
因此，下述电流值随施加在电容器上的时间电压量而变化。这意味着，只有在指定电压用途下的定时测量才能确定电容器的绝缘电阻值。

绝缘电阻值
绝缘电阻值以兆欧[MΩ]或欧姆法拉[ΩF]等单位表示。其规定值随电容值而改变。该值用标称电容值和绝缘电阻的乘积 (CR 的乘积) 来表示。例如: 当绝缘电阻在 10,000MΩ以上时，电容为 0.047μF 或更小，当绝缘电阻为 500ΩF 时，其值大于 0.047μF。
绝缘电阻值的保证
性能
性能（1）
标准数值
静电容量 C≦0.047μF???10000MΩ以上 C＞0.047μF???500ΩF 以上
性能（2） 50ΩF 以上
测量电压???额定电压
测试条件
充电时间???2 分钟测量温度???常温
充放电电流???50mA 以下
测定电压???额定电压充电时间???1 分钟测定温度???常温充放电电流???50mA 以下
计算公式范例为 1μF 时
性能（1）的绝缘电阻值
"=500ΩF/1*10-6F" "=500Ω/1*10-6"
性能（2）的绝缘电阻值 "=50ΩF/1*10-6F" "=50Ω/1*10-6" "=50Ω*106"

"=500Ω*106" "=500MΩ以上"
"=50MΩ以上"
代表容量值 1μF 2.2μF 4.7μF 10μF 22μF 47μF 100μF
性能（1）绝缘电阻值 500MΩ以上 227MΩ以上 106MΩ以上 50MΩ以上 -
性能（2）绝缘电阻值 50MΩ以上 22.7MΩ以上 10.6MΩ以上 5MΩ以上 2.27MΩ以上 1.06MΩ以上 0.5MΩ以上
如上表所示，电容值越高，其绝缘电阻值越低。其原因解释如下: 考虑到独石陶瓷电容器可以看作是一个导体，根据施加在其上的电压和电流，利用欧姆定律可以计算出绝缘电阻。
绝缘电阻值 R 可以用方程 (2) 表示，导体的长度为 L，导体的横截面面积为 S，电阻率为ρ。 R=ρ ? L/S 方程 (2)

同样，电容量 C 可以用方程 (3) 表示，独石陶瓷电容器两个电极之间的距离 (电介质厚度) 用 L 表示，内部电极的面积用 S 表示，介电常数为ε。 C ∝ ε ? S/L 方程 (3) 方程 (4) 由方程 (2) 和方程 (3) 得出，由方程 (4) 可知 R 与 C 成反比。 R ∝ ρ ? ε/C 方程 (4)
绝缘电阻越大表明直流电压下的漏电电流越小。一般情况下，绝缘电阻值越大，电路的准确性越高。
Q: 希望能将电容器串联连接使用，是否存在问题？ A: 以自动防故障为目的的串联连接使用方法是可行的。但请确保电路电压分别能够满足两个电容器各自的规格参数要求。请注意确保串联的每个电容器额定电压都高于电路电压。 Q: 请告知电容器的使用年数。
A: 一般来说，陶瓷电容器的加速度实验是通过对电压和温度的加速来进行的。并以实验中测定的温度电压等数据作为参数运用下面的加速公式推算出产品在实际使用环境下的使用寿命。下面的加速公式是基于阿列纽斯法，利用电压加速系数（※1）及反应活化能（※ 2）推算。

在此公式的基础上，通过在更为严苛的条件(更高温、更高电压)下进行加速试验，可推算出产品在实际使用环境下的使用寿命。为了简化计算，我们也会通过如下的加速计算公式进行计算。
在试验温度为 TA 时的故障率是标准温度 TN 时的故障率的 1/2（或者是 2 倍），我们将其温度差θ（=TA-TN）称作温度加速系数。我们把加载电压固定，将温度设为参数来进行 MlCC 的试验样本的寿命试验，把各个温度条件下的试验结果（故障率）通过计算公式计算出温度加速系数。

在此，我们一起来比较一下陶瓷电容器的加速试验与实际产品使用的假定环境。我们将电容器的加速试验中将耐久试验时间视为 LA，将实际使用环境下的相当年数视为 LN，用于上述公式。
耐久试验条件
假定使用环境
电压加速系数
温度加速系数
相应年限
TA＝85°C VA＝20V LA＝1000h
TN＝65°C VN＝5V
n＝3
θ＝8
LN＝?h
这样，我们即可通过在 85°C、施加 20V 电压的环境下进行了 1000h 的耐久试验，推算出在 65°C、施加 5V 电压的环境下产品使用年限为 362039h（≒41 年！）。计算中使用的电压加速系数、温度加速系数会由陶瓷材料的种类及构造产生不同，但通过加速计算公式可在相对较短的时间内利用试验结果来验证长时间的实际使用环境中的产品使用寿命。
※1 电压加速系数的推算方法的相关说明在推算陶瓷电容的产品寿命时，我们把实验温度固定，将加载电压设为参数来进行 MlCC 的试验样本的寿命试验。把各个加载电压下的试验结果（平均寿命 MTTF）通过韦伯分析方法近似推算加载电压对数与平均寿命对数的斜率，并将其作为电压加速系数。

※2 反应活化能的推算方法的相关说明和上述温度加速系数的推算方法类似，我们把加载电压固定，将实验温度设为参数来进行 MlCC 的试验样本的寿命试验。把各个实验温度下的试验结果（平均寿命 MTTF）通过韦伯分析方法近似推算温度（绝对温度）的倒数与平均寿命对数的斜率，并将其作为反应活化能。
Q: 温度特性中，B1 特性与 R1 , R6 , R7 特性有什么不同？ A: 如下表所示，B1 , R1 , R6 , R7 特性有以下几个不同点。
1. 认证标准 2. 温度特性的标准温度 3. 温度特性的温度范围 4. 温度特性的静电容量变化率 5. 使用温度范围
温度特性
B1
R1
R6
R7
共用标准代号
- (B)
- (R)
X5R
X7R
认证标准
JIS (旧)
JIS (旧)
EIA
EIA
温度特性
标准温度温度范围
20°C -25 to 85°C
20°C -55 to 125°C
25°C -55 to 85°C
25°C -55 to 125°C

温度特性
B1
R1
R6
R7
静电容量变化率
±10%
±15%
±15%
±15%
使用温度范围
-25 to 85°C -55 to 125°C -55 to 85°C -55 to 125°C
Q: 电容器静电容量怎么决定？ A: 电容器的静电容量值，由以下数值的 step（Estep）决定。 Estep 具有 E3step、E6step、E12step、E24step......，JIS 标准有如下规定。 (JISC5063)

-----------------------------------------------------------------------------------------
E6 标准数列
的理论数值为四舍五入值，为 E12 值之一
E3 标准数列
的理论数值为四舍五入值，为 E6 值之一
-----------------------------------------------------------------------------------------
例如，E3step 时，有 1，2.2，4.7，10，22，47，100，位数多一位，就有 3
个 step。
我公司多层陶瓷电容器标准 step 如下所示。 10pF 以下......每 0.1pF 10pF~1μF......E6step 1μF 以上......E3step
※根据温度特性及系列也采用 E12，E24step。
Q: 请告知直流的漏电流标准值。 A: 直流的漏电流标准值并非规定的，但绝缘电阻值为规定值。可通过绝缘电阻的规定值及产品额定电压，利用算式 I=V/R 推算漏电流。但是，依据我公司规定的绝缘电阻标准值计算出值，所谓保障也只限绝缘电阻产品。
1. 绝缘电阻标准值计算漏电流的方法例：GRM155B31H103KA88

(1) 确认 GRM155B31H103KA88 的保证性能的绝缘电阻标准值。
(2) GRM155B31H103KA88 的容量小于 0.047μF，绝缘电阻的标准值则大于 10000MΩ。 (3) I=V/R 中代入绝缘电阻标准值的 10000MΩ及型号 GRM155B31H103KA88 的额定电压 50V。 (4) I=50/10000M (5) I（漏电流）=0.0005μA 以下 2. 由ΩF 推算绝缘电阻的标准值，计算漏电流的方法例：GRM188B30J106ME47 (1) 确认 GRM188B30J106ME47 型号的保证性能的绝缘电阻标准值。
(2) 根据下表 GRM188B30J106ME47 的绝缘电阻标准值为 50ΩF 以上。

(3) 单位ΩF 为电阻及静电容量的乘积，50ΩF 除以型号的静电容量值得绝缘电阻标准值。 (4) 绝缘电阻=50ΩF/10μF (5) 绝缘电阻=5MΩ（μ=10-6、M=106） (6) I=V/R 中代入绝缘电阻标准值的 5MΩ及型号 GRM188B30J106ME47 的额定电压 6.3V。 (7) I=6.3/5M (8) I（漏电流）=1.26μA 以下 *何为ΩF 绝缘电阻单位之一。规定绝缘电阻的标准值为标称静电容量值及绝缘电阻的乘积（CR 积），单位为 ΩF。一般而言，单位容量（μF）决定绝缘电阻，根据容量，绝缘电阻变动的大容量电容器，使用单位ΩF，由静电容量值决定绝缘电阻标准值。
Q: 为什么陶瓷厚度变薄，但静电容量却增加了？
A: 根据 C=ε×S/d 的公式，增加电容器的静电容量的方法有如下三种。
1. 扩大ε（介电常数） 2. 扩大 S（电极面积） 3. 缩小 d（介电体厚度）

1，2 给人以比较直观的印象，而关于 3，一般会以为介电体越厚，存储的电荷越多，而事实却恰恰相反。这是因为电荷存储于 2 个电极中，并非存储于介电体中。 Q: 请告知电容器的发热特性及测量方法。 A: 1.关于电容器的发热随着电子设备的小型化?轻量化，部件的安装密度高，放热性低，装置温度易升高。尤其是功率输出电路元件的发热虽对设备温度的上升有重要影响，但电容器通过大电流的用途(开关电源平滑用、高频波功率放大器的输出连接器用等)中起因于电容器损失成分的功率消耗变大，使得自身发热因素无法忽视。因此应在不影响电容器可靠性的范围内抑制电容器的温度上升。理想的电容器是只有容量成分，但实际的电容器包括电极的电阻因素、电介质的损失、电极电感因素，具体可用图 1 中的等价电路表示。
<图.1>
交流电流通过此类电容器时，会因电容器的电阻成分(ESR)，产生式.1-1 中所示

的功率消耗 Pe，则电容器发热。
2.电容器的发热特性电容器自身的发热特性测量应在将电容器温度极力抑制为对流、辐射产生的表面放热或治具传热产生的放热状态下进行。此外，在电容率的电压依赖性为非线形的高电容率类电容器中，需同时观察加在电容器上的交流电流与交流电压。小容量的温度补偿型电容器应具备 100MHz 以上高频中的发热特性，因此须在反射较少的状态下进行测量。
2-1.电容器的发热特性测量系统高电容率类电容器(DC～1MHz 区域)发热特性测量系统的概略如图.2 所示。用双极電源将信号发生器的信号增幅，加在电容器上。用电流探头(通用探头)观察此时的电流，使用电压探头观察电容器的电压。同时用红外线温度计测量电容器表面的温度，明确电流、电压及表面温度上升的关系。

瓷片电容器简介

瓷片电容器简介一电容器的分类电容器（Electric capacity）,是由两个金属极，中间夹有绝缘材料（绝缘介质）构成。由于绝缘材料的不同，所构成的电容器的种类也有所不同：按照结构可分为：固定电容器、可变电容器、微调电容器。按照材质可分为：电解电容器、薄膜电容器、陶瓷电容器、云母电容器、纸介电容器等等。按照极性分为：有极性电容器和无极性电容器。我们最常见到的就是铝电解电容器和瓷片电容器。二电容器的作用电容器在电路中具有隔断直流电，通过交流电的作用，因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。三电容器的符号电容器的基本单位是法（F）,由于电容F的容量非常大，所以我们看到的一般都是微法（UF）、纳法(NF)、皮法(PF),而不是法(F)的单位，他们之间的具体换算如下： 1F=1000000UF 1UF=1000NF=1000000PF 四瓷片电容器上面讲到市场常见的一般有铝电解电容器和瓷片电容器，下面主要介绍下瓷片电容器. 瓷片电容器主要性能参数表现在：使用温度范围、等级、工作电压、电气性能。 1-1使用温度范围：指能使电容器持续使用而无不良效应发生之周围温度范围而言。 1-2等级：指基于某条件下之变化，对电容器性能之保证程度区分而言。 1-3工作电压：指规定之温度范围条件内能持续加于电容器而不产生任何异常现象之最高电压。 1-4电气性能：电容器电气性能之种类依赖温度特性、使用温度范围、工作电压、公称静电容量及静电容量许差而分。 2-1 第1类（温度补偿用）之特性是以静电容量温度系数之公称值及此公称值之容许差来标识。文字记号公称值 ×10-6/℃文字记号公称值 ×10-6/℃ A +100 U -750 B +30 V -100 C ±0 W -1500 H -30 X -2200 L -80 Y -3300 P -150 Z -4700 R -220 S -330 SL +350—-100 T -470 YN -500—-5000 表—1 静电容量温度系数之公称值

Y5V电容特性

Y5V材料电容特性 Y5V电容器瓷属于低频高介电容器瓷，即Ⅱ类瓷，是强介铁电陶瓷，具有自发极化特性的非线性陶瓷材料，其主要成分为钛酸钡（BaTiO3）；其特点是介电系数特别高，介电系数随温度呈非线性变化，介电常数随施加的外电场有非线性变化的关系； Y5V：温度特性Y代表-25℃；“5”代表+85℃；温度系数V代表-80%~+30%；在交变电压作用下，电容器并不是以单纯的电容器的形式出现，它除了具有电容量以外，还存在一定的电感和电阻，在频率较低时，它们的影响可以不予考虑，但随着工作频率的提高，电感和电阻的影响不能忽视，严重时可能导致电容器失去作用。因此，我们一般通过四个主要参数来衡量片式电容的一般电性能：电容量、损耗角正切、绝缘电阻、耐电压。下面主要针对电容量的变化进行研究： 1、电容量与温度的关系：温度是影响电容器电容量的一个重要因素，电容量与温度之间的这种关系特性称为电容器的温度特性，一般说来，对于Ⅱ类瓷电容器，其影响相对较大，故我们采用“%”来表示它的容量变化率。下面以Y材料0402F/104规格产品为例来说明Y5V材料的温度特性： 2、电容量与交流电压的关系：对于Ⅱ类瓷电容器，其容量基本是随所加电压的升高而加速递升的，在生产测试中，一般采用0.5±0.2V和1.0±0.2V作为电容量与损耗正切角的测试电压，电压较低，因此对于同一容量采用不同的介质厚度设计，最终表现出来的容量值不会有太大差异，但是，随着工作电路中交流电压的不同，这种差异较为明显。下面以Y材料0805F/105规格产品为例来说明Y5V材料交流特性：

3、电容量与直流电压的关系：在电路的实际应用中，电容器两端可能要施加一个直流电压，电容器在这种情况下的特性叫做直流偏压特性；相对X7R材料来说，Y5V材料偏压特性较差，可以通过增加介质厚度的方法取得较好的直流偏压特性。下面我们以Y材料0805F/224规格14um介质厚度设计的产品为例来说明Y5V产品的直流偏压特性：另外，Y5V材料电容量与工作频率也存在一定的关系，作为Ⅱ类瓷电容器，相对容值变化较小的Ⅰ类瓷电容器而言，随着工作频率的增加，容值下降较为明显。

陶瓷电容及其介质

贴片电容贴片电容(单片陶瓷电容器)是目前用量比较大的常用元件，就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格，不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是AVX公司的命名方法，其他公司的产品请参照该公司的产品手册。NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。一NPO电容器 NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。 NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%，相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。封装DC=50V DC=100V 0805 0.5---1000pF 0.5---820pF 1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF 1210 560---5600pF 560---2700pF 2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μF NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。二X7R电容器 X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。 X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。 X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。封装DC=50V DC=100V 0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF 1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF 1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF 2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF 三Z5U电容器 Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围，对于Z5U 电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下 Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每10年下降5%。

陶瓷电容材质

陶瓷电容分级： NPO（COG）X7R X5R Y5V Z5U 这个是按美国电工协会（EIA）标准，不同介质材料的MLCC按温度稳定性分成三类：超稳定级（工类）的介质材料为COG或NPO；稳定级（II类）的介质材料为X7R；能用级（Ⅲ）的介质材料Y5V。 X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。 X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。 X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。 COG,X7R,X5R,Y5V均是电容的材质，几种材料的温度系数和工作范围是依次递减的，不同材质的频率特性也是不同的。 NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。一NPO电容器 NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%， NPO(COG) 多层片式陶瓷电容器,它只是一种电容 COG（Chip On Glass）即芯片被直接邦定在玻璃上。这种安装方式可以大大减小LCD模块的体积，且易于大批量生产，适用于消费类电子产品的LCD，如：手机，PDA等便携式产品，这种安装方式，在IC生产商的推动下，将会是今后IC与LCD的主要连接方式。相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于 ±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。 NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。二X7R电容器 X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。

陶瓷电容器简介及使用注意事项

陶瓷电容器简介及使用注意事项 1.分类 1类多层瓷介电容器，温度稳定性好，材料C0G或NP0（注意C0G里面的0是代表零，NP0里面的0也是代表零，不是英文字母O），随温度变化是0，偏差是±30ppm/℃、±0.3%或±0.05pF，这类电容量较小，耐压较低，主要用于滤波器线路的谐振回路中，但其中损耗小，绝缘电阻较高，制造误差J=±5% G=±2% F=±1%，执行标准：GB/T20141-2007 2类多层瓷介电容器，温度稳定性差，但容量大、耐压高，例如：X7R 在-55℃～到+125℃内温度偏移±15%，X5R在-55℃～到+85℃内温度偏移也是±15%，Y5V在-30℃～到+85℃内温度偏移+22%～-82%，Z5U在+10℃～+85℃内温度偏移+22%～-56%，生产误差：K=±10%、M=±20%。注意：生产电容器时产生的误差与温度偏差是不同的概念。 2类多层瓷介电容器主要用于旁路、滤波、低频耦合电路或对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中，执行标准：GB/T20142-2007 2.在使用贴片电容器的PCB设计中，用于波峰焊的焊盘尺寸与用于回流焊的焊盘尺寸不同，因为焊料的量的大小会影响零件的机械应力，从而导致电容器破碎或开裂。 3.在PCB设计时巧用适当多的阻焊层将2个或以上电容器焊盘隔开。 4.在靠近分板线附近，电容器要平行排列，即长边与分板线平行，减少分板时的裂缝。 5.自动贴片机装配SMD时，适当的部位支撑PCB是完全必要的，单面板时和双面板时支撑都要考虑两面SMD的裂缝。

6.在波峰焊工艺中，粘着胶的选用和点胶位置及份量直接影响SMD焊接后的性能稳定性，胶的份量以不能接触PCB中焊盘为准。 7.焊接中使用助焊剂： 7.1如果助焊剂中有卤化物多或使用了高酸性的助焊剂，那么焊接后过多的残留物会腐蚀电容器端头电极或降解电容器表面的绝缘。 7.2回流焊中如果使用了过多的助焊剂，助焊剂大量的雾气会射到电容器上，可能影响电容器的可焊性。 7.3水溶助焊剂的残留物容易吸收空气中的水，在高湿条件下电容器表面的残留物会导致电容器绝缘性能下降，并影响电容器的可靠性，所以，当选用了水溶性助焊剂时，要特别注意清洗方法和所使用的机器的清洗力。 7.4处理贴好电容器的板时，过程中温差不能超过100℃，否则会引起裂缝。 8. 焊料的使用量为电容器厚度的1/2或1/3. 9. 使用烙铁焊接时，烙铁头的顶尖直径最大为1.0mm，烙铁头尖顶不能直接碰到电容器上，要接触在线路板上，加锡在线路板与电容器之间。 10. 在搬运和生产过程中，电容器包装箱应避免激烈碰撞，从0.5米或以上高度落下的单个电容器可能会产生电容器瓷体破损或微裂，应不能在使用。 11. 储存条件：温度范围：-10℃～+40℃ 湿度范围：小于70%（相对湿度）存储期：半年如果超过了6个月（从电容器发货之日算起），在使用电容器之前要对其进行可焊性检验，同时高介电常数的电容器的容量也会随时间的推移

不同材质电容特点

一、按照功能 1.名称：聚酯（涤纶）电容符号：（CL）电容量：40p--4μ 额定电压：63--630V 主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差应用：对稳定性和损耗要求不高的低频电路 2.名称：聚苯乙烯电容符号：（CB）电容量：10p--1μ 额定电压：100V--30KV 主要特点：稳定，低损耗，体积较大应用：对稳定性和损耗要求较高的电路 3.名称：聚丙烯电容符号：（CBB）电容量：1000p--10μ 额定电压：63--2000V 主要特点：性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差应用：代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路 4.名称：云母电容符号：（CY）

电容量：10p--0.1μ 额定电压：100V--7kV 主要特点：高稳定性，高可靠性，温度系数小应用：高频振荡，脉冲等要求较高的电路 5.名称：高频瓷介电容符号：（CC）电容量：1--6800p 额定电压：63--500V 主要特点：高频损耗小，稳定性好应用：高频电路 6.名称：低频瓷介电容符号：（CT）电容量：10p--4.7μ 额定电压：50V--100V 主要特点：体积小，价廉，损耗大，稳定性差应用：要求不高的低频电路 7.名称：玻璃釉电容

符号：（CI）电容量：10p--0.1μ 额定电压：63--400V 主要特点：稳定性较好，损耗小，耐高温（200度）应用：脉冲、耦合、旁路等电路 8.名称：铝电解电容符号：(CD) 电容量：0.47--10000μ 额定电压：6.3--450V 主要特点：体积小，容量大，损耗大，漏电大应用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等 9.名称：钽电解电容符号：（CA）电容量：0.1--1000μ 额定电压：6.3--125V 主要特点：损耗、漏电小于铝电解电容应用：在要求高的电路中代替铝电解电容 10.名称：空气介质可变电容器

陶瓷电容器的特性及选用

陶瓷电容器的特性及选用陶瓷电容器是目前电子设备中使用最广泛的一种电容器，占整个电容器使用数量的50%左右，但由于许多人对其特性了解不足导致在使用上缺乏应有的重视。为达到部品使用的规范化和标准化要求，下面对陶瓷电容器的特性及我司使用中需要注意的事项做一概况说明：一、陶瓷电容器特性分类：陶瓷电容器具有耐热性能好，绝缘性能优良，结构简单，价格低廉等优点，但不同陶瓷材料其特性有非常大的差异，必须根据使用要求正确选用。陶瓷电容按频率特性分有高频瓷介电容器（1类瓷）和低频瓷介电容器（2类瓷）；按耐压区分有高压瓷介电容器（1KV DC以上）和低压瓷介电容器（500V DC以下），现分述如下： 1．高频瓷介电容器（亦称1类瓷介电容器）该类瓷介电容器的损耗在很宽的范围内随频率的变化很小，并且高频损耗值很小,（tanδ≤0.15%，f=1MHz），最高使用频率可达1000MHz以上。同时该类瓷介电容器温度特性优良，适用于高频谐振、滤波和温度补偿等对容量和稳定度要求较高的电路。其国标型号为CC1（低压）和CC81（高压），目前我司常用的温度特性组别有CH（NP0）和SL 组，其常规容量范围对应如下：表中温度系数α C =1/C（C 2 -C 1 /t 2 -t 1 ）X106（PPM/°C），是指在允许温度范围内，温度每变化1°C，电容量的相对变化率。由上表看出，1类瓷介电容器的温度系数很小，尤其是CH特性，因此也常把1类瓷介电容器中CH电容称为温度补偿电容器。但由于该类陶瓷材

料的介电常数较小，因此其容量值难以做高。因此当需要更高容量值的电容时，则只能在下面介绍的2类瓷介电容中寻找。 2、低频瓷介电容器（亦称2类瓷介电容器）该类瓷介电容的陶瓷材料介电常数较大，因而制成的电容器体积小，容量范围宽，但频率特性和温度特性较差，因此只适合于对容量、损耗和温度特性要求不高的低频电路做旁路、耦合、滤波等电路使用。国标型号为CT1（低压）和CT81（高压），其常用温度特性组别和常规容量范围对应如下：中2R组为低损耗电容，由于其自身温升小，频率特性较好，因而可以用于频率较高的场合。对低压瓷介电容，当容量大于47000pF时，则只能选择3类瓷介电容器（亦称半导体瓷介电容器），例如：我司大量使用的26-ABC104-ZFX，但该类电容温度特性更差，绝缘电阻较低，只是因高介电材料，体积可以做得很小。因此只适用要求较低的工作电路。如选用较大容量电容，而对容量和温度特性又有较高使用要求，则应选用27类有机薄膜电容器。 3、交流瓷介电容器根据交流电源的安全性使用要求，在2类瓷介电容器中专门设计生产了一种绝缘特性和抗电强度很高的交流瓷介电容器，亦称Y电容，按绝缘等级划分为Y1、Y2、Y3三大系列，其用途和特性分类如下：

陶瓷电容绝缘电阻深入理解

多层片式陶瓷电容器绝缘电阻深入再理解绝缘电阻表征的是介质材料在直流偏压梯度下抵抗电流的能力。绝缘体的原子结构中没有在外电场强度作用下能自由移动的电子。对于陶瓷介质，其电子被离子健和共价健牢牢束缚住，理论上几乎可以定义该材料的电阻率为无穷大。但是，实际上绝缘体的电阻率是有限，并非无穷大，这是因为材料原子晶体结构中存在的杂质和缺陷会导致电荷载流子的出现。在氧化物陶瓷中，如钛酸盐，通过缺陷化学计量，也就是阴、阳离子电荷不平衡可以推断出电荷载流子的存在以及材料晶体结构中有空缺位子和填隙离子。例如，一个AL3+阳离子取代一个Ti4+的位置，产生一个净负电荷。同样，如果氧离子与其他离子的比例不足以维持理想的化学价，也会产生一个净电荷。后面这种情况在低氧分压烧结和“还原”烧结条件下非常容易出现，剧烈的还原将会使钛酸盐的电阻率降低，显示出半导体性质。因此，片式电容器的绝缘电阻取决于介质材料配方、工艺过程（烧结）和测量时的温度。所有介质的绝缘电阻都会随温度的提高而下降，在低温（-55度）到高温125度的MIL温度特性范围内可以观察到一个非常大的下降过程。测量电容器绝缘电阻的时候需要重点考虑的是绝缘电阻与电容量的关系。电容量值与绝缘电阻成正比，即电容量越高，绝缘电阻越低。这是因为电容量与漏电流大小是相互成正比的，可以用欧姆定律和比体积电容关系加以说明。R= ? *S/L, C=ξ *S/L, ---------R=?*ξ/C 工业应用中产品IR的最小标准是由电阻和电容量，所决定的。EIA标准要求产品在25度时R*C 超过1000欧姆-法拉（通常表示成1000兆欧-微法拉），在125度时超过100欧姆-法拉。除了材料和尺寸外，还有其他一些物理因素会对电容器的绝缘电阻产生影响。 a)表面电阻率：由于表面吸收了杂质和水分，因此介质表面电阻率与体电阻率不一致。 b)缺陷：介质是多晶体陶瓷聚合体所组成的，其微观结构中存在的晶界和气孔总会降低材料的本征电阻率。从物理学的角度讲，这些物理缺陷出现的几率与元件体积及结构复杂程度成正比。因此，尺寸大的，电极面积更大，电极层数越多的元件来说，其电阻率和绝缘强度均低于小尺寸的。

贴片陶瓷电容分类及温度特性

EIA Code Operation Temperature Range (?C) Temperature Coffcient CLASS I C0G/NP0-55~+1250±30PPM/?C X5R-55~+850±15% X7R-55~+1250±15% X6S-55~+1050±22% Y5V-30~+85-82%~+22% X7S-55~+1250±22% X7T-55~+125-33%~+22% U2J-55~+125-750±120PPM/?C X7U-55~+125-56%~+22% X6T-55~+105-33%~+22% Z5U10~+85-56%~+22% MURATA X8G-55~+1500±30PPM/?C Ⅰ类陶瓷电容器（ClassⅠceramic capacitor）过去称高频陶瓷电容器（High-frequency ceramic capacitor），介质采用非铁电（顺电）配方，以TiO2为主要成分（介电常数小于150），因此具有最稳定的性能；或者通过添加少量其他（铁电体）氧化物，如CaTiO3 或SrTiO3，构成“扩展型”温度补偿陶瓷，则可表现出近似线性的温度系数，介电常数增加至500。这两种介质损耗小、绝缘电阻高、温度特性好。特别适用于振荡器、谐振回路、高频电路中的耦合电容，以及其他要求损耗小和电容量稳定的电路，或用于温度补 Ⅱ类陶瓷电容器（Class Ⅱ ceramic capacitor）过去称为为低频陶瓷电容器（Low frequency ceramic capacitor），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。其中Ⅱ类陶瓷电容器又分为稳定级和可用级。X5R、X7R属于Ⅱ类陶瓷的稳定级，而 Y5V和Z5U属于可用级。 CLASS II

贴片电容材质分类

这个是按美国电工协会（EIA）标准，不同介质材料的MLCC按温度稳定性分成三类：超稳定级（工类）的介质材料为COG或NPO；稳定级（II类）的介质材料为X7R；能用级（Ⅲ）的介质材料Y5V。 X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。 X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。 X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。 COG,X7R,X5R,Y5V均是电容的材质，几种材料的温度系数和工作范围是依次递减的，不同材质的频率特性也是不同的。 NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。一 NPO电容器 NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%， NPO(COG) 多层片式陶瓷电容器,它只是一种电容 COG（Chip On Glass）即芯片被直接邦定在玻璃上。这种安装方式可以大大减小LCD模块的体积，且易于大批量生产，适用于消费类电子产品的LCD，如：手机，PDA等便携式产品，这种安装方式，在IC生产商的推动下，将会是今后IC与LCD 的主要连接方式。相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。 NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。二 X7R电容器 X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。

陶瓷电容器

陶瓷电容器陶瓷电容器又称为瓷介电容器或独石电容器。顾名思义，瓷介电容器就是介质材料为陶瓷的电容器，根据陶瓷材料的不同，这种电容器可分为容量为1～300 pF的低频瓷介电容器和容量为300～22000 pF的高频瓷介电容器两类。按结构形式分类，又可分为图片状电容器、管状电容器、矩形电容器、片状电容器、穿心电容器等多种。陶瓷电容器的发展史 1900年意大利人L.隆巴迪发明了陶瓷介质电容器。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，开始将陶瓷电容器应用于既小型、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。陶瓷电容器的特点

1、由于陶瓷电容的介质材料为陶瓷介质，所以耐热性能好，不易老化。 2、陶瓷电容能耐酸碱及盐类的腐蚀，抗腐蚀性好。 3、低压陶瓷电容的介电常数大，体积小，容量大。 4、陶瓷电容绝缘性能好，耐高压。 5、陶瓷电容基本不随温度，电压，时间等变化而变化。陶瓷电容器的分类 1、半导体陶瓷电容器电容器的微小型化即电容器在尽可能小的体积内获得尽可能大的容量，这是电容器发展的趋向之一。对于分离电容器组件来说，微小型化的基本途径有两个：①使介质材料的介电常数尽可能提高；②使介质层的厚度尽可能减薄。在陶瓷材料中，铁电陶瓷的介电常数很高，但是用铁电陶瓷制造普通铁电陶瓷电容器时，陶瓷介质很难做得很薄。首先是由于铁电陶瓷的强度低，较薄时容易碎裂，难于进行实际生产操作，其次，陶瓷介质很薄时易于造成各种各样的组织缺陷，生产工艺难度很大。（1）表面层陶瓷电容器是用BaTiO3等半导体陶瓷的表面上形成的很薄的绝缘层作为介质层，而半导体陶瓷本身可视为电介质的串联回路。表面层陶瓷电容器的绝缘性表面层厚度，根据形成方式和条件不同，波动于0.01～100μm之间。这样既利用了铁电陶瓷的很高的介电常数，又有效地减薄了介质层厚度，是制备微小型陶瓷电容器一个行之有效的方案。

陶瓷电容器的用途

陶瓷电容器的用途依照电容器的特性，其用途可分成如下几个大类。 1. 利用电容器的直流充放电 1) 产生瞬间大电流：因电容器的短路电流很大，所以它有如下用途： a) 放电加工机 b) 电容式点焊熔接机 c) 闪光灯的电源，如汽车方向灯、照相用闪光灯 d) 着磁机内着磁电流电源部份，其功用系使永久磁铁着磁 2) 产生直流高电压：将多段配置的电容器予以充电，则能产生很高的直流，如图3-1，能够一段一段地加压上去，而达到很高的电压。图3-1 图3-2 图3-3 3) 积分及记忆用：计算机的记忆回路或比较回路，常用RC （如图3-2）来构成回路，以积蓄脉波至某种输出电位（0v ）。 ??==dt v RC idt c v i 110 这种电容器绝缘电阻要高，并且时间常数很长。 4) 吸收涌浪电压（Surge voltage ）：涌浪电压发生时，其电压势必超过电容器两端的电压，因此该电压就很地被电容器所吸收，做为一个绶衡的作用。电压过去了，电容器再慢慢地放出电流，以免电路被该电压所破坏，完成保护的功用。 5) 消除火花：将电容器加于开关或继电器（Relay ）接点的两端，一旦这开关或继电器动作而发生火花时，则该火花即被电容器所吸收，因此对继电器和开关产生保护作用，如图3-3。 2. 利用其阻抗特性达成选择性的滤波（Filtering ）效果 1) 一般的电子机器都要用直流电压电源，因此外来的交流电源经过整流之后即成直流电压，但波形不平均整，若如图3-4加上电容器之后，就会使波形变得较为平整，若再加上电感L ，及后面一段的电容C ，则波形即

呈平整的直流电压。 2) 耦合作用（Coupling ）：图3-5是一般的放大电路，为了使用两个电晶体1r T 及2r T 能正常的动作，我们对其三极（C ：集极Collector ；B ：基集 Base ；E ：射集Emitter ）所加的直流电压都不相同，因此我们不能把1C 和 2B 直接连上来。于是加入耦合电容器C C ，因电容器的阻抗c C fC X π21=，直流电源的f =0，则C X →∞，所以直流电通不过，1C 及2B 对直流偏压（Bias ）而言不能相通。但交流信号可以通过电容器，所以信号就可由第一级传到第二级。图3-4 图3-5 3) 旁路作用（By-pass ）：图3-6是一般的电晶体放大电路。通常在射极处与射极电阻并联一电容器（p C ）使对交流信号0=e R ，以提高交流信号的增益，此电容器称之为旁路电容器。设若该回路未加入旁路电容器p C ，则e R 为一负回授元件，即如图 3-7所示，对直流，负回授提高了偏压的稳定性，但对交流，负回授却大大地减少了该放大器的增益。即： EG BG G E BG BE V V V V V -=+= 此EG V 即为负回授成份。

铁电电介质陶瓷材料介电常数-温度特性曲线的测定

实验铁电电介质陶瓷材料介电常数-温度特性曲线的测定一、目的要求 1．掌握铁电电介质陶瓷材料介电常数-温度特性的测试原理和方法； 2．通过实验，深刻理解铁电电介质陶瓷材料的居里温度的概念、相变扩散的概念、以及铁电陶瓷材料改性研究的意义； 3．掌握电桥法测定电介质材料低频介电性能的常用仪器、参数设定、以及影响测试精度的因素。二、基本原理铁电电介质陶瓷材料是制备“2类瓷介固定电容器”、各种压电陶瓷器件等的主要材料。以“2类瓷介固定电容器”为例，其基本参数之一，即为电容量温度特性，根据国家标准的规定，2类瓷介固定电容器的进一步分类也是依据电容量温度特性而进行的，而该参数设计的主要依据是所选用的电介质的介电常数温度特性。铁电电介质陶瓷材料一般具有一个以上的相变温度点，其中的铁电相和顺电相之间的转变温度被称为是居里温度，介质的介电常数随着温度的变化曲线（ε-T 曲线）显示，随着温度的升高，在相变温度附近，介电常数会急剧增大，至相变温度处，介电常数值达到最大值；如果所对应的相变温度是居里温度，那么随着温度的继续增加，介电常数随温度的升高将按照居里-外斯（Curie-Weiss ）定律的规律而减小。居里-外斯定律为： C C T T εε∞=+? （1）（1）式中：C 为居里常数；T C 为铁电居里温度（对于扩散相变效应很小的铁电体，该温度通常比实际的ε-T 曲线的峰值温度小10o左右）；ε∞表示理论上当测量频率足够大时所测定的只源自快极化贡献的介电常数。铁电电介质陶瓷材料的ε-T 曲线的另一个特点是，与单晶铁电体相比，在居里峰两侧一定高度所覆盖的温度区间比较宽，该温度区间称为居里温区，即对于铁电陶瓷来说，其介电常数ε具有按居里区展开的现象，该现象被称为相变扩散。通过对材料的显微组织结构的调整和控制，可以改变介质的居里温度，同时可以控制材料的相变扩散效应，从而达到调整和控制介质的居里温度和在一定温度区间内的介电常数-温度变化率的目的。本实验采用电桥法，通过测定在一定温度范围内的电容量随着温度的变化曲线，折算出该介质的介电常数-温度特性曲线。如果采用圆片电容器试样进行测定实验，那么试样的电容量x C 与介质的相对介电常数之间的换算关系为： r e 214.4x r hC e =F （2）（2）式中： x C 是被测试样的电容量，单位是pF ； h 是试样介质的厚度，单位是㎝； F 是试样电极的直径，单位是㎝。

陶瓷电容器技术要点

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一、定义：由两金属极板加以绝缘物质隔离所构成的可储存电能的组件称为电容器。二、代号：“C” 三、单位：法拉(F) 微法(uF) 纳法(nF) 皮法(pF) 1F=106 uF =109nF=1012 pF 四、特性：通交流、阻直流因电容由两金属片构成，中间有绝缘物，直流电无法流过电容，但通上交流电时，由于电容能充放电所致，所以能通上交流五、作用：滤波、耦合交变信号、旁路等六、电容的串联、并联计算 1.串联电路中，总容量=1÷各电容容量倒数之和 2.并联电路中，总容量=各电容容量之和七、电容的标示： 1.直标法：直接表示容量、单位元、工作电压等。如1uF/50V 2.代表法：用数字、字母、符号表示容量、单位元、工作电压等如：“104”表示容量为“100000pF” “Z”表示容量误差“+80% -20%” “”表示工作电压“50V” 八、电容的分类 1.按介质分四大类 1).有机介质电容器(极性介质与非极性介质，一般有真合介质、漆膜

介质等) 2).无机介质电容器(云母电容器、陶瓷电容器、波璃釉电容器 3).电解电容器(以电化学方式形式氧化膜作介质，如铝Al2O3钽Ta2O5) 4).气体介质电容器(真空、空气、充气、气膜复合) 2.按结构分四大类 1).固定电容器2).可变电容器3).微调电容器(半可变电容器) 4).电解电容器 3.按用途分 1).按电压分低压电容器、高压电容器 2).按使用频率分低频电容器(50周/秒或60周/秒)和高频电容器(100K 周/秒) 3).按电路功能分：隔直流、旁路、藕合、抗干扰(X2)、储能、温度补偿等电解电容(E/C) 一、概述电解电容的构造是由阳箔、阴箔、电解纸、电解液之结合而成的，阳箔经化成后含有一高介电常数三氧化铝膜(Al2O3)，此氧化膜当作阳箔与阴箔间的绝缘层，氧化膜的厚度即为箔间之距离(d)，此厚度可由化成来加以控制，由于氧化膜的介电常数高且厚度薄，故电解电容器的容量较其它电容高。电解电容的实值阳极是氧化膜接触之电解液，

陶瓷电容器的种类和应用特点

陶瓷电容器的种类和应用特点陶瓷材料具有优越的电学、力学、热学等性质，可用作电容器介质、电路基板及封装材料等。陶瓷材料是由氧化物或其他化合物制成坯体后，在接近熔融的温度下，经高温焙烧制得的材料。通常包括原料粉碎、浆料制备、坯件成型和高温烧结等重要过程。陶瓷是一个复杂的多晶多相系统，一般由结晶相、玻璃相、气相及相界交织而成，这些相的特征、组成、相对含量及其分布情况，决定着整个陶瓷的基本性质。陶瓷材料做成的陶瓷电容器也叫瓷介电容器或独石电容器，根据陶瓷材料的不同，可以分为低频陶瓷电容器和高频陶瓷电容器两类，按结构形式分类，又可分为圆片状电容器、管状电容器、矩形电容器、片状电容器、穿心电容器等多种。陶瓷电容器的种类有哪些？ 1、半导体陶瓷电容器电容器的微小型化即电容器在尽可能小的体积内获得尽可能大的容量，这是电容器发展的趋向之一。对于分离电容器组件来说，微小型化的基本途径有两个，即使介质材料的介电常数尽可能提高和使介质层的厚度尽可能减薄。在陶瓷材料中，铁电陶瓷的介电常数很高，但是用铁电陶瓷制造普通铁电陶瓷电容器时，陶瓷介质很难做得很薄。首先是由于铁电陶瓷的强度低，较薄时容易碎裂，难于进行实际生产操作，其次，陶瓷介质很薄时易于造成各种各样的组织缺陷，生产工艺难度很大。表面层陶瓷电容器是用BaTiO3等半导体陶瓷的表面上形成的很薄的绝缘层作为介质层，而半导体陶瓷本身可视为电介质的串联回路。表面层陶瓷电容器的绝缘性表面层厚度，视形成方式和条件不同，波动于0.01～100μm之间。这样既利用了铁电陶瓷的很高的介电常数，又有效地减薄了介质层厚度，是制备微小型陶瓷电容器一个行之有效的方案。 2、晶界层陶瓷电容器晶粒发育比较充分的BaTiO3半导体陶瓷的表面上，涂覆适当的金属氧化物（例如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），在适当温度下，于氧化条件下进行热处理，涂覆的氧

贴片电容封装材质特性(精)

贴片电容封装材质特性单片陶瓷电容器 (通称贴片电容是目前用量比较大的常用元件 , 就 AVX 公司生产的贴片电容来讲有 NPO 、 X7R 、 Z5U 、 Y5V 等不同的规格 , 不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的 NPO 、 X7R 、 Z5U 和 Y5V 来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法 , 这里我们引用的是 AVX 公司的命名方法 , 其他公司的产品请参照该公司产品手册。 NPO 、 X7R 、 Z5U 和 Y5V 的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同 , 随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器 * NPO电容器 NPO 是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。 NPO 电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从 -55℃到 +125℃时容量变化为 0±30ppm/℃ , 电容量随频率的变化小于±0.3ΔC 。 NPO 电容的漂移或滞后小于±0.05%,相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO 电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同 , 大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了 NPO 电容器可选取的容量范围。

NPO 电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容 , 以及高频电路中的耦合电容。 * X7R电容器 X7R 电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在 -55℃到 +125℃时其容量变化为 15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。 X7R 电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的 , 它也随时间的变化而变化 , 大约每 10年变化1%ΔC, 表现为 10年变化了约 5%。 X7R 电容器主要应用于要求不高的工业应用 , 而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表给出了 X7R 电容器可选取的容量范围。 * Z5U电容器 Z5U 电容器称为“通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围 , 对于 Z5U 电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下 Z5U 电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大 , 它的老化率最大可达每 10年下降 5%。尽管它的容量不稳定 , 由于它具有小体积、等效串联电感(ESL 和等效串联电阻(ESR 低、良好的频率响应 , 使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。下表给出了 Z5U 电容器的取值范围。

I类瓷片电容器规格

一、特性 Ⅰ类瓷，也叫做温度补偿型（Temperature Compensating Type），是专门设计并用在低损耗、电容量稳定性高或要求温度系数有明确规定的谐振电路中的一种电容器例如，在电路中作温度补偿之用。该类陶瓷介质是由标称温度系数（α）来确定。其特性符合以下标准：用途：1). 谐振回路；2).对Q值要求高的电路；3).高稳定的容量特性。二、温度系数、额定电压、静电容量关系表：温度特性NP0 SL N150 N220 N470 N750 额定电压 (VDC) 50-200 50-200 500- 1000 2000 50-200 50-200 50-200 50-200 标称容量范围(pF) 0.5 - 390 47 - 1000 22 - 680 18 - 470 12 - 220 15 - 220 20 - 270 15 - 470 测试条件 1MHz±20%, 1.0Vrms±0.2Vrms at 25± 2℃ 容量误差±0.25pF, ±0.5pF,±1%(C R：0.5pF ～10pF) ±5%, ±10%(C R>10pF) 使用温度范围-25℃ ~+ 125℃ Q值/DF值C R≥ 30pF: Q1000 C R <30pF: Q400+20*C R；DF≤0.15% 绝缘电阻Ri≥10000MΩU R (U R≥500VDC测试电压为500V DC ) 充电60S 耐电压测试U R <1KV DC: 2.5U R U R≥1KV DC: 1.5U R +500V 构造尺寸说明： (1).上图为标准引线长度、形式图形，但也可根据客户要求进行生产。 (2). C尺寸要求为：环氧树脂包封3.0mm 最大；酚醛树脂包封额定电压在 250VDC以上者为2.0mm最大，否则为1.5mm 最大。 (3). D与T尺寸根据标称容量与额定电压大小决定，一般来说：同材质情况下，容量越大，D尺寸越大；额定电压越高，T尺寸越厚。 (4).可根据客户要求生产散件与适合A/I 自动插件的编带( 带装) 产品。

常用电容器分类：陶瓷、电解、薄膜

常用电容器分类在市场应用中主要是三大类电容器：瓷片电容器、薄膜电容器、电解电容器。这三大类电容器占市场量的99%以上。 1、陶瓷电容（瓷片）分类分类特点、应用 CC 高频 1类电介质(NP0,C0G) 2类电介质(X7R,2X1) 3类电介质(Y5V,2F4) MLCC(1类)—微型化,高频化,超低损耗,低ESR,高稳定,高耐压,高绝缘,高可靠,无极性,低容值,低成本,耐高温.主要应用于高频电路中. MLCC(2类)—微型化,高比容,中高压,无极性,高可靠,耐高温,低ESR,低成本.主要应用于中,低频电路中作隔直,耦合,旁路和滤波等电容器使用。 CT 低频按材质分类材质特点温度应用 NPO NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。最稳定的电容器从-55℃到+125℃容量变化为 0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC 适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容 X7R X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器当温度在-55℃到 +125℃时其容量变化为15%。 X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的 X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用 Z5U 通用： Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本、大电容量。电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每10年下降5%。等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。 Y5V 有一定温度限制的通用电容器工作温度范围 -30℃ --- +85℃ 温度特性+22% — -82% 介质损耗最大 5%