电容的温度特性


电容的标准如下

IEC/EN 603841 & 
IEC/EN 60384-8/9/21/22
EIA RS-198
Class 1 ceramic caps offer high stability and low losses for resonant circuit applications Class I ceramic caps offer high stability and low losses for resonant circuit applications
Class 2 ceramic capacitors offer high volumetric efficiency for smoothing, by-pass, coupling and decoupling applications Class II (or written class 2) ceramic capacitors offer high volumetric efficiency with change of capacitance lower than −15% to +15% and a temperature range greater than −55 °C to +125 °C, for smoothing, by-pass, coupling and decoupling applications
Class 3 ceramic capacitors are barrier layer capacitors which are not standardized anymore Class III (or written class 3) ceramic capacitors offer higher volumetric efficiency than EIA class II and typical change of capacitance by −22% to +56% over a lower temperature range of 10 °C to 55 °C. They can be substituted with EIA class 2- Y5U/Y5V or Z5U/Z5V capacitors
  Class IV (or written class 4) ceramic capacitors are barrier layer capacitors which are not standardized anymore

不同陶瓷电容介电材料导致不同的特性,这些特性用如X7R,X5R,X8R,Z5U,Y5V,X7S,C0G表示,其差异详解如下,

Class 1有如下特性,

  • 线性温度系数(Linear Temperature Coefficient):电容值随温度线性变化
  • 电容电压独立特性(No Voltage Dependency):电容值不依赖于施加的电压
  • 无老化(No Aging):制造中使用介电材料,其不会有显著的老化过程
  • 无电气损耗(No Electrical Losses):与Class 2相比,电气损耗显著降低
  • 用于高Q滤波器(Used in High Q Filters):上述特性决定了其多用于谐振电路,PLL和振荡器等应用中
  • 具有高稳定性和准确性(Have High Stability and Accuracy)

根据EIA RS-198标准,使用3位数字表示其使用的电介质

C0G

| | |

| | |-- 温度系数的有效数字

| |---- 有效数字的倍乘因数

|------ 电容温度系数的有效数字0 ppm/℃

 根据上表,C0G=0*(-1)ppm/℃±30ppm/℃,U2J=7.5*(-100)±120ppm/℃。

对于Class1,依据标准IEC/EN 603841 & IEC/EN 60384-8/9/21/22,

Class 2和Class 3电容有如下特性,

  • 非线性温度系数(Non-Linear temperature coefficient):电容随温度非线性变化
  • 高电压依赖性(High Voltage dependency):电容值很大程度上取决于施加的电压
  • 遭受老化(Suffer Aging):制造中使用的铁电材料,有显著的老化过程
  • 高电损耗(High electrical losses):与Class 1电容相比,具有极高的电气损耗
  • 高永久性(High Permittvity):高介电常数导致具有高容积效率
  • 高电容值(High Capacitance values):高介电常数,可以在小封装中实现大电容值,如0201,0402,0603
  • 用于平滑应用(Used in smoothing applications ):上述特性决定了其用于旁路,耦合,去耦等应用
  • 稳定性和准确性低(Have low stability and accuracy

根据EIA RS-198标准,使用3位数字表示其使用的电介质,

X7R

| | |

| | |-- 误差

| |---- 温度上限

|------ 温度下限

参考表格如下,

 

从上面表格即可知道,

X7R电容意思是使用温度为-55℃~+125℃,误差为±15%

Y5V电容意思是操作温度为-30℃~+85℃,误差为不会最大不会增大22%,最小不会减少82%

其他规格类似

虽然Class 1电容比Class 2电容具有更多的优点,但是我们常用的电容还是Class 2.

 

为什么还有Y5V,Z5U这类Class 3电容的存在呢,下图可以看出,这类电容足以满足始终在某一恒定温度工作的产品,比如室温。

 Class2根据IEC/EN 60384-9/22有如下规定

和电容相关的参数如下,真正需要的时候可以详细看,大部分设计,没必要每个参数都看。

 


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