微固学院王京梅❝内容电容器、电阻器及它们的表面组装元器件、压电器件、热释电器件、铁电器件等主要元器件。
❝要求重点掌握阻容元件的设计及制造的基本知识，了解它们的表面组装元器件特点，掌握压电器件的特性。
❝参考资料«电子器件导论»包兴主编，北京理工大学出版社«电子材料与元件»朱余钊主编，电子科技大学出版社⏹本专业以前学的课程是基础如“电介质物理”、“材料物理导论”、“材料化学原理”等课程。
⏹在此基础上学习本课程，应用以前的知识，使大学知识系统化连贯化。
⏹最终把我们设计的器件应用到具体的电路中去。
第一章绪论1.1电容器电容器介质材料的要求：1）介电常数ε尽可能的大：提高比率电容量（单位体积的电容量），以制造小体积、轻重量的电容器；2）损耗角正切tanδ尽可能的小：(1~6)×10-4，避免因极化过程造成能量损失；3）具有高的绝缘电阻值，并保证电阻在不同温度和频率下稳定，避免因杂质分解或材料老化引起绝缘阻值下降；4）具有高的击穿强度。
要求电容器介质的性能在不同的温度、湿度等环境条件及不同的频率、电压等工作条件下保持长期稳定。
电容器的发展方向：高可靠性、承受多变的应力条件、微小型化片式化主要功能为：隔直流、旁路去耦、耦合、滤波、计时、调谐、整流、储能、微调、差动⏹世界每年生产250~300亿只⏹种类：热分解碳膜电阻器、蒸发金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、绕线电阻器等●做为滤波线圈阻止交流干扰（隔交通直）。
●与电容组成谐振电路。
●构成各种滤波器、选频电路等，这是电路中应用最多的方面。
●利用电磁感应特性制成磁性元件。
如磁头和电磁铁。
在电路中电感器有通直流阻交流、通低频阻高频、传送信号等作用，因此在谐振、耦合、滤波、陷波、延迟、补偿及电子偏转聚焦等电路中应用十分普遍。
电子器件与材料的关系现代材料发展的特点：明显地超出了传统组成和工艺范围；创造出具有各种性能的新材料；在现代工业和科学技术上获得广泛的应用。
现代材料科学的重要研究内容：在严格控制材料组成和结构的基础上，深入了解和研究各项物理化学性能。
也是发展材料的主要途径。
工程学看材料：首先注意材料的物性，然后考虑它与外界条件相互作用出现的各种现象，最后联系到用途，作为制品出售。
领域特性应用光、电、磁学功能领域电子材料高绝缘性集成电路基片,封装材料,高频绝缘材料铁电,介电性图像存储元件，电光偏振光元件，电容器压电性点火元件，电子钟表，超声波元件，滤波器，压电变压器热电性红外检测元件，探测器，温度计，武器电子放射性阴极射线管电子枪热阴极，电子显微镜半导,传感性电子发热体，湿度传感器，热敏电阻，压力传感器，稳压电源，自控系统电阻发热元件（恒温器），气体传感器离子导电性氧量传感器，高炉的控制，钠硫电池材料的特性与应用光、电、磁学功能领域光电陶瓷荧光性荧光体，彩色电视显象管材料偏振光性电光偏振光元件光电性光电变换元件光陶瓷透光性耐高温耐蚀透光性，窑炉观察窗，半导性透可见光性光反射性耐高温金属特性反射红外性透过可见光，反射红外线特性（节能型窗玻璃）导光性通信用光纤，光通信光缆，胃摄象机磁性陶瓷软，硬磁性电脑存储元件，变压器磁芯，磁带，磁盘，磁头，信用卡，冷藏库气密磁门2.1电容器的主要种类、型号2.1.1电容器的主要种类电容器的分类按电容器的容量是否可调分为按介质不同可分为固定电容器可变电容器微调电容器有机介质电容器无机介质电容器电解电容器… … …纸介电容器塑料电容器其他有机介质电容器气体介质电容器云母电容器玻璃及玻璃釉电容器瓷介电容器铝电解电容器钽电解电容器铌电解电容器1.无机介质电容器（1）瓷介电容器特点：介电常数高、介质损耗角正切小电容温度系数范围宽、可靠性高、寿命长陶瓷电容器按组装特点可以分为有引线的电容器和片式(无引线)电容器。
通过高温烧结制备陶瓷片；在陶瓷片两面印刷银浆，再烧结成为银质膜作为电极；再在电极上焊引出线，外表涂以保护漆，或用环氧树脂及酚醛树脂包封，即成为瓷介电容器。
陶瓷电容器分类:按EIA(Electronic Industries Association)，陶瓷电容器分为三类：Ⅰ类：温度稳定型Ⅱ类：高介电常数型Ⅲ类：半导型陶瓷电容器——晶界层电容器❝铁电介质陶瓷：BaTiO3，PbTiO3.❝半导体电介质陶瓷：ZnO❝高频电容器陶瓷：TiO2，金红石瓷。
❝微波介质陶瓷：BaO-TiO2系统，BaO-Ln2O3-TiO2系统.Ⅰ类：温度稳定型性能要求：介电常数尽量高高频、高温、高压等条件下化学稳定性好介电损耗小比体积电阻高于1010Ω·cm高介电强度TiO 2(金红石陶瓷，Rutile Ceramics)⏹氧离子密堆积，Ti 2＋占据1/2八面体空隙，每个四方晶胞重含2个TiO 2“分子”，Ti 2＋处在畸变的八面体中心。
⏹金红石陶瓷ε～100，T ε=(-750±100)×10-6K-1高频陶瓷毫米波介质材料（类）钙钛矿结构•介电常数可调（大于20）•温度系数可调•品质因数可调钨青铜结构钙钛矿复合简单钙钛矿品质因数低介电常数高介电常数中品质因数较高介电常数中等品质因数较高六方类钙钛矿结构介电常数中等品质因数高微波/毫米波中的介质材料(1)高的介电常数，εr 在20～l00之间，而且稳定性好；(2)在-50～+100℃温区，频率温度系数τf 要小，保证其在30×10-6/℃以内；(3)在微波频段，介质损耗要小，tgδ≤10-4，品质因数要高，Q≥1000。
几种典型微波介质材料及主要性能材料介电常数εr Q ⨯f (GHz)测试频率(GHz)频温系数τf ppm/o C CaTiO 3-MgTiO 3215600070Ba(Zn 1/3Ta 2/3)O 330168000120Ba(Mg 1/3Ta 2/3)O 32535000010-4(Ba(Zn 1/3Ta 2/3)O 3-(Ba,Sr)(Ga,Ta)O 332190000100BaTi 4O 94036000415Ba 2Ti 9O 20403600045BaTi 4O 9-WO 335504006-0.5(Zr,Sn)TiO 4384900070BaSm 2Ti 5O 14788000221BaNd 2Ti 5O 148940002-50Bi 2O 3-BaO-Nd 2O 3-TiO 288200040(Pb,Ca)ZrO 310536003 3.7PbO-BaO-Nd 2O 3-TiO 290520013钙钛矿型结构钙钛矿型结构，是一种复合氧化物结构，在高温时属于立方晶系，在降温时，通过某一特定的温度后将产生结构的畸变使立方晶格的对称性下降。
高介铁电陶瓷，tan < 0.03，Pb(Mg1/3Nb2/3)O3等铁电材料Ⅱ类：高介电常数型（铁电介质陶瓷）半导体化SrTiO 3，BaTiO 3等陶瓷材料结构特点：晶粒半导化，晶界绝缘化表面型半导体陶瓷电容器表面型电容器的显微结构为晶粒半导而表面为高阻介质层。
整个结构相当于电容器的串联。
由于介质层的电阻远大于半导体瓷的电阻，因此两个介质层承担主要的压降，半导体瓷的压降可忽略不计。
BaTiO 3为主C CR晶界层（BL ）半导体陶瓷电容器BL 电容器是利用陶瓷中的晶界效应。
显微结构为晶粒半导而晶界为高阻绝缘层。
整个结构相当于许多电容器的串联和并联。
C G C BR G R B SrTiO 3为主有效相对介电常数εre = εr t g /t b如：t g = 50 μm ，t b = 0.2 μm,εr = 200, 得出：εre = 50,000原理BL 电容器的制备工艺：●与普通陶瓷电容器大致相同，差别仅在于晶界绝缘化工艺。
●首先在BaTiO 3或（Ba ，Sr ）TiO 3中进行半导掺杂（Nb 、Y 、La 、Dy ），第一次烧结使其形成n 型半导晶粒（n ）。
然后在瓷表面涂上高温下形成玻璃相的氧化物（Pb 、Bi 、B 的氧化物），进行第二次烧结，此时液相扩散进入晶界，形成绝缘层（i ），构成nin 结构。
i ：绝缘晶界层c ：晶粒表面抵消层n ：半导化晶粒BL 电容器能带图陶瓷电容器按组装特点可以分为有引线的电容器和片式(无引线)电容器。
片式电容器按结构和工艺，可分为单片(独块)电容器和叠层(独石)电容器。
2.有机介质电容器分为三类：❝以天然材料为介质的电容器：纸介、金属化纸介❝以人工合成的高分子化合物材料为介质的电容器：聚脂膜、聚丙烯❝以复合材料为介质的电容器：纸-膜，膜-膜复合介质电容器●优点❝电容量范围大，绝缘电阻高，工作电压高，温度系数互为补偿，工作温度范围宽，损耗角正切值小，适合自动化生产●缺点❝热稳定性不及无机介质电容器好，化学稳定性差易老化，有不同程度的吸湿性和透湿性●纸电容器是用两片金属箔做电极，中间夹着极薄的电容纸，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料壳中制成；纸电容器概述●纸电容器的电容量值通常为470 pF ~ 30 μF ，工作电压范围为63 V ~ 1500 V ，高压纸电容器的耐压值高达30 ~ 40 kV ；●电容器纸以植物纤维素为主要原料，经抄纸、烘干、压光等工艺制成，要求质地密实，厚薄均匀。
有机薄膜电容器绝缘介质：有机介质薄膜有机薄膜的主要成分是共价键的炭氢化合物，所以介电常数很小，即使采用复合材料的方法也在20以下。
为提高电容器的比容，主要采用降低薄膜的最小厚度的方法。
端头：内层铜锌合金，外层锡铅合金（1）类型●箔式薄膜电容通常的薄膜电容器其制法是将铝等金属箔当成电极和塑料薄膜重叠后卷绕在一起制成。
以金属箔当电极，将其和聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造之电容器。
而依塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙酯电容(又称Mylar电容)，聚丙烯电容(又称PP电容)，聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸电容。
●金属化式薄膜电容其制法是在塑料薄膜上以真空蒸镀上一层很薄的金属以做为电极。
如此可以省去电极箔的厚度，缩小电容器单位容量的体积，所以薄膜电容器较容易做成小型，容量大的电容器。
例如常见的MKP电容，就是金属化聚丙烯膜电容器的代称，而MKT则是金属化聚乙酯电容的代称。
金属化薄膜电容器所使用的薄膜有聚乙酯、聚丙烯、聚碳酸酯等，除了卷绕型之外，也有叠层型。
金属化式薄膜电容的特点金属化薄膜这种型态的电容器具有一种所谓的自我复原作用(Self Healing Action)，即假设电极的微小部份因为电界质脆弱而引起短路时，引起短路部份周围的电极金属，会因当时电容器所带的静电能量或短路电流，而引发更大面积的溶融和蒸发而恢复绝缘，使电容器再度回复电容器的作用。