AVX/松下/华亚/国巨/TDK ,TAIYO,村田(不是春田啊),AVX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。
容量精度在5%左右,但选用这种材质只能做容量较小的,常规100PF以下,100PF-1000PF也能生产但价格较高介质损耗最大0。
15%封装DC=50V DC=100V0805 0.5---1000pF 0.5---820pF1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF1210 560---5600pF 560---2700pF2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μFNPO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。
适用于低损耗,稳定性要求要的高频电路二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。
X7R此种材质比NPO稳定性差,但容量做的比NPO的材料要高,容量精度在10%左右。
常规10000PF以下,10000PF-1UF也能生产但价格较高介质损耗最大2。
5%(25V与50V)3。
5%(16V)封装DC=50V DC=100V0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF2225 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%。
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。
封装DC=25V DC=50V0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μFZ5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围+10℃--- +85℃四Y5V电容器Y5V此类介质的电容,其稳定性较差,容量偏差在20%左右,对温度电压较敏感,但这种材质能做到很高的容量,而且价格较低,适用于温度变化不大的电路中。
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。
Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。
Y5V此类介质的电容,其稳定性较差,容量偏差在20%左右,对温度电压较敏感,但这种材质能做到很高的容量,而且价格较低,适用于温度变化不大的电路中。
介质损耗最大5%Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围-30℃--- +85℃温度特性+22% ---- -82%1.从材质来讲,Y5V材料的电容会随着时间的推移而发生衰减,再说TDK ,TAIYO,村田(不是春田啊),AVX皆非订单生产型企业,所以他们会有一个库存时间,那么像Y5V材质的高容电容容量就会掉下来,但这种情况并没什么大不了的,在焊接过程中会有个回火的过程,那么其容量就会回升到正常范围内的,这点不用担心2.从测试仪器来讲,对此规格的电容的测试条件应该为:AC1.0+/-0.2V,那如果你发现容量偏低的话请试着用万用表测试一下两个PIN之间的电压是多少,如果在0.8V以下,那就是你的仪器有问题,其实目前专业电容测试信器应该是HP4278/HP4288比较好,不会出现在测高容电容时测试电压不够的情况3,从产品本身设计来讲,因为贴片电容其原理是无数个陶瓷电容并联而来的,所以企业在设计为成本计,其容量多在标称容量以下,像此规格电容的误差应是Z档的(-20%/+80%),那么在实际设计中可能只设计到-20%/+0这个区间,但这种现像还是比较少的4,Y5V电容的DF值是很高的,客户端在高频电路使用时是不会选用Y5V材质电容的,因此没必要去考虑频率的问题上述都是我个人观点,不足之处,欢迎大家指正!我的email:*********************低损耗射频电容的优点在所有射频电路设计中,选用低损耗(超低ESR)片状电容都是一项重要考虑。
以下是几种应用中低损耗电容的优点。
在手持便携式发射设备的末级功率放大器内使用低损耗电容作场效应晶体管源极旁路和漏极耦合,可以延长电池寿命。
ESR高的电容增加I²ESR损耗,浪费电池能量。
使用低损耗电容产品使射频功率放大器更容易提高功率输出和和效率。
例如,用低损耗射频片状电容作耦合,可以实现最大的放大器功率输出和效率。
对于目前的射频半导体设备,例如便携手持设备的单片微波集成电路,尤其是如此。
许多这种设备的输入阻抗极低,因此输入匹配电路中电容的ESR损耗在全部网络的阻抗中占了很大的百分比。
如果设备输入阻抗是1欧姆而电容ESR是0.8欧姆,约40%的功率将由于ESR损耗而被电容消耗掉。
这将减低效率和输出功率。
高射频功率应用也需要低损耗电容,这方面的典型应用是要使一个高射频功率放大器和动态阻抗相匹配。
例如半导体等离子炉需要高射频功率匹配,设计匹配网络时使用了电容。
负载从接近零的低阻抗大幅度摆动到接近开路,导致匹配网络中产生大电流,使电容负荷剧增。
这种情况使用超低损耗电容,例如ATC的100系列陶瓷电容,最为理想。
发热控制,特别是在高射频功率情况下,和元件ESR直接有关。
这种情况下的电容功率耗散可以经由I²ESR 损耗计算出来。
低损耗电容产品在这些线路中能减少发热,使线路发热问题更容易控制。
使用低损耗电容可增加小信号放大器的有效增益和效率。
设计低噪声放大器(LNA)时使用低损耗陶瓷电容可以把热噪声(KTB)减到最小。
使用超低损耗电容也可很容易地改善信噪比和总体噪声温度。
设计滤波网络时使用低损耗陶瓷电容能把输入频带插入损耗(S21)减到最小,而且使滤波曲线更接近矩形,折返损耗性能更好。
MRI成象线圈的陶瓷电容必须是超低损耗。
这些电容和MRI线圈相接,线圈是调谐电路的一部分。
因为MRI 扫描器要检测极弱的信号,线圈的损耗必须很低,一般在几个毫欧姆的量级。
如果ESR损耗超过这个量级,而设计者没有采取措施降低损耗,成象分辨率就会降低。
A TC100系列陶瓷电容组具有超低损耗,因而经常用于线圈电路。
这些电容组在谐振电路中发挥功能,却不增加整个线路的损耗。
(5)损耗:在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量。
这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。
通常用损耗角正切值来表示。
(6)频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质。
在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小。
损耗也随频率的升高而增加。
另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能。
所有这些,使得电容器的使用频率受到限制。
不同品种的电容器,最高使用频率不同。
小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ。
散逸因数─损失角(DF)损失角即D值:一般电解电容器因为内阻较大故D值较高, 其规格视电容值高低决定, 为0.1-0.24以下.塑料薄膜电容器则D值较低, 视其材质决定为0.001-0.01以下.陶瓷电容器视其材质决定, Hi-K type 及S/C type为0.025以下.T/C type其规格以Q值表示需高于400-1000. (Q值相当于D值的倒数)散逸因数dissipation factor(DF)存在于所有电容器中,有时DF值会以损失角tanδ表示。
想想,损失角,既有损失,当然愈低愈好。
塑料电容的损失角很低,但铝电解电容就相当高。
DF值是高还是低,就同一品牌、同一系列的电容器来说,与温度、容量、电压、频率……都有关系;当容量相同时,耐压愈高的DF 值就愈低。
举实例做说明,同厂牌同系列的10000μF电容,耐压80V的DF值一定比耐压63V的低。
所本刊选用滤波电容常会找较高耐压者,不是没有道理。
此外温度愈高DF值愈高,频率愈高DF值也会愈高。
但许多电容器制造厂,在规格书上常不注明散逸因数DF值,因为数值甚高很难看。
以瑞典RIFA为例,其蓝色PHE-420系列是MKP塑料电容,它的DF值最低是0.00005/最高是0.0008。