多層陶瓷電容器也稱為MLCC(多層陶瓷電容器),是內(nèi)部電極和介電層多層堆疊的片狀元件型電容器,。電容器行業(yè)預(yù)計將進一步發(fā)展,,容量變得越來越小和越來越大。
主要采用鈦酸鋇和氧化鈦作為電介質(zhì),,內(nèi)部電極和電介質(zhì)由多層組成,。通過增加層疊層數(shù),可以增加電容,從而實現(xiàn)MLCC的小型化,。
目前MLCC的主流尺寸是0603(0.6x0.3mm)和0402(0.4x0.2mm)。下一代0201尺寸已經(jīng)實現(xiàn)了一定的容量值,,但由于處理困難,,尚未在市場上廣泛普及。
多層陶瓷電容器有片式和徑向式兩種,。與其他電容器相比,,它具有低高頻阻抗、低ESR(等效串聯(lián)電阻)和良好的高頻特性,。
多層陶瓷電容器的類型
具有各種特性的多層陶瓷電容器已經(jīng)商品化,,但根據(jù)應(yīng)用,在決定使用哪種類型時需要考慮尺寸,、耐壓,、溫度特性等。根據(jù)特性,,
多層陶瓷電容器大致分為 1 類和 2 類兩種類型,。
1.Class1
Class 1也稱為溫度補償型,但它具有極低的ESR,,并且電容隨溫度的變化很小且呈線性,,因此可以相對容易地進行補償。
然而,,電容大多較小,,約為 1pF 至 1μF。 它主要用于不希望電容變化的應(yīng)用中,,例如振蕩電路和時間常數(shù)電路,。
2.2級
Class 2也稱為鐵電型,以鈦酸鋇為主要材料,,雖小卻能獲得約100μF的大電容,。然而,使用時需要注意很多事項,,例如ESR較大,、電容隨溫度波動較大、
施加DC偏壓時實際電容會減小等,。
因此,,在使用2類多層陶瓷電容器時,必須考慮其特性來設(shè)計電路,。 主要應(yīng)用是電源平滑,、去耦電容器以及其他電容輕微變化影響不大的電路。
多層陶瓷電容器的應(yīng)用
多層陶瓷電容器的性能可根據(jù)層數(shù)進行選擇,產(chǎn)品陣容豐富,,適用范圍廣泛,。多層陶瓷電容器安裝在手機、電視和工業(yè)設(shè)備中,,用于去耦,、
耦合、平滑電路,、DC/DC 轉(zhuǎn)換器平滑,、計算機電源和噪聲消除。
對于車載使用,,選擇壽命長,、不易故障的產(chǎn)品。高容量,、緊湊型電容器經(jīng)常用于工業(yè)設(shè)備中,,近年來,它們越來越多地被其他電容器所取代,。
目前主流的多層陶瓷電容器尺寸相當小,,如1005尺寸(1.0x0.5x0.5mm)和0603尺寸(0.6x0.3x0.3mm),,但0402尺寸和下一代尺寸已經(jīng)據(jù)認為,,
0201尺寸等超小型電容器將成為主流,。
多層陶瓷電容器原理
電容器的電容C與介電常數(shù)ε和電極面積S成正比,與電極之間的距離d成反比,。此外,,當電容器并聯(lián)時,總電容等于每個電容器的電容之和,。
因此,,提高電容器電容量的關(guān)鍵是采用高介電常數(shù)的電介質(zhì)、增大電極面積,、盡量減小極板之間的距離,。多層陶瓷電容器的結(jié)構(gòu)是極薄的電極板多層堆疊,
可以認為是多個電容器并聯(lián)連接且電極板之間的距離很近,。
換句話說,,層疊層數(shù)N與電容器的電容C成比例。因此,,通過增加層疊層數(shù)N來增大電容,,能夠?qū)崿F(xiàn)層疊陶瓷電容器的小型化和大型化。
此外,,鈦酸鋇具有非常高的介電常數(shù),,通常被用作介電材料,,但其性能預(yù)計很快就會達到穩(wěn)定水平。因此,,希望開發(fā)出介電常數(shù)更好,、疲勞性更小的材料。
多層陶瓷電容器的結(jié)構(gòu)
電極使用鎳,,電介質(zhì)主要使用鈦酸鋇,。介電材料片上涂有鎳膏,用作內(nèi)部電極,,這些片材一層層堆疊并在壓力下模制。
之后,,將其切成小片并在1000℃左右的溫度下進行燒結(jié),,當連接外部電極時,它就成為多層陶瓷電容器,。通過在左側(cè)和右側(cè)交替連接內(nèi)部電極和外部電極,,
這與各層并聯(lián)連接時的狀態(tài)相同。
自從它們開始以片材形式制造以來,,它們變得更加高效并且變得更小更薄,。層數(shù)可達1000層之多。它們分為低介電常數(shù)型和高介電常數(shù)型,,
低介電常數(shù)型主要使用氧化鈦作為電介質(zhì),,
而高介電常數(shù)型則使用鈦酸鋇作為電介質(zhì)。 此外,,根據(jù)電容變化率和溫度范圍,,分為1類和2類。 Class 1用于溫度補償,,容量較小,,用于信號電路等。
2類具有高介電常數(shù)和大溫度系數(shù),,用于電源去耦和平滑電路,。
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