電容的溫度特性


電容的標准如下

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

不同陶瓷電容介電材料導致不同的特性,這些特性用如X7R,X5R,X8R,Z5U,Y5V,X7S,C0G表示,其差異詳解如下,

Class 1有如下特性,

  • 線性溫度系數(Linear Temperature Coefficient):電容值隨溫度線性變化
  • 電容電壓獨立特性(No Voltage Dependency):電容值不依賴於施加的電壓
  • 無老化(No Aging):制造中使用介電材料,其不會有顯著的老化過程
  • 無電氣損耗(No Electrical Losses):與Class 2相比,電氣損耗顯著降低
  • 用於高Q濾波器(Used in High Q Filters):上述特性決定了其多用於諧振電路,PLL和振盪器等應用中
  • 具有高穩定性和准確性(Have High Stability and Accuracy)

根據EIA RS-198標准,使用3位數字表示其使用的電介質

C0G

| | |

| | |-- 溫度系數的有效數字

| |---- 有效數字的倍乘因數

|------ 電容溫度系數的有效數字0 ppm/℃

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

對於Class1,依據標准IEC/EN 603841 & IEC/EN 60384-8/9/21/22,

Class 2和Class 3電容有如下特性,

  • 非線性溫度系數(Non-Linear temperature coefficient):電容隨溫度非線性變化
  • 高電壓依賴性(High Voltage dependency):電容值很大程度上取決於施加的電壓
  • 遭受老化(Suffer Aging):制造中使用的鐵電材料,有顯著的老化過程
  • 高電損耗(High electrical losses):與Class 1電容相比,具有極高的電氣損耗
  • 高永久性(High Permittvity):高介電常數導致具有高容積效率
  • 高電容值(High Capacitance values):高介電常數,可以在小封裝中實現大電容值,如0201,0402,0603
  • 用於平滑應用(Used in smoothing applications ):上述特性決定了其用於旁路,耦合,去耦等應用
  • 穩定性和准確性低(Have low stability and accuracy

根據EIA RS-198標准,使用3位數字表示其使用的電介質,

X7R

| | |

| | |-- 誤差

| |---- 溫度上限

|------ 溫度下限

參考表格如下,

 

從上面表格即可知道,

X7R電容意思是使用溫度為-55℃~+125℃,誤差為±15%

Y5V電容意思是操作溫度為-30℃~+85℃,誤差為不會最大不會增大22%,最小不會減少82%

其他規格類似

雖然Class 1電容比Class 2電容具有更多的優點,但是我們常用的電容還是Class 2.

 

為什么還有Y5V,Z5U這類Class 3電容的存在呢,下圖可以看出,這類電容足以滿足始終在某一恆定溫度工作的產品,比如室溫。

 Class2根據IEC/EN 60384-9/22有如下規定

和電容相關的參數如下,真正需要的時候可以詳細看,大部分設計,沒必要每個參數都看。

 


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