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多层陶瓷电容(MLCC)

发布时间: 2012-08-08 10:48:29     来源: EDA中国

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对于电容而言,小型化和高容量是永恒不变的发展趋势。其中,要数多层陶瓷电容(MLCC)的发展最快。
多层陶瓷电容在便携产品中广泛应用极为广泛,但近年来数字产品的技术进步对其提出了新要求。例如,手机要求更高的传输速率和更高的性能;基带处理器要求高速度、低电压;LCD 模块要求低厚度(0.5mm)、大容量电容。 而汽车环境的苛刻性对多层陶瓷电容更有特殊的要求:首先是耐高温,放置于其中的多层陶瓷电容必须能满足150℃ 的工作温度;其次是在电池电路上需要短路失效保护设计。
    也就是说,小型化、高速度和高性能、耐高温条件、高可靠性已成为陶瓷电容的关键特性。
陶瓷电容的容量随直流偏置电压的变化而变化。直流偏置电压降低了介电常
数, 因此需要从材料方面,降低介电常数对电压的依赖,优化直流偏置电压特
性。
应用中较为常见的是 X7R(X5R)类多层陶瓷电容, 它的容量主要集中在
1000pF 以上,该类电容器主要性能指标是等效串联电阻(ESR),在高波纹电
流的电源去耦、滤波及低频信号耦合电路的低功耗表现比较突出。
另一类多层陶瓷电容是 C0G 类,它的容量多在 1000pF 以下, 该类电容
器主要性能指标是损耗角正切值 tgδ(DF)。传统的贵金属电极(NME)的 C0G
产品 DF 值范围是 (2.0 ~ 8.0) × 10-4,而技术创新型贱金属电极(BME)的

C0G 产品 DF 值范围为 (1.0 ~ 2.5) × 10-4, 约是前者的 31 ~ 50%。 该
类产品在载有 T/R 模块电路的 GSM、CDMA、无绳电话、蓝牙、GPS 系统中
低功耗特性较为显著。较多用于各种高频电路,如振荡/同步器、定时器电路等。
话说电容之五:钽电容替代电解电容的误区
通常的看法是钽电容性能比铝电容好,因为钽电容的介质为阳极氧化后生成
的五氧化二钽,它的介电能力(通常用ε 表示)比铝电容的三氧化二铝介质要高。
因此在同样容量的情况下,钽电容的体积能比铝电容做得更小。(电解电容的电
容量取决于介质的介电能力和体积,在容量一定的情况下,介电能力越高,体积
就可以做得越小,反之,体积就需要做得越大)再加上钽的性质比较稳定,所以
通常认为钽电容性能比铝电容好。
但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时了,目前决定电解电容性能的关
键并不在于阳极,而在于电解质,也就是阴极。因为不同的阴极和不同的阳极可
以组合成不同种类的电解电容,其性能也大不相同。采用同一种阳极的电容由于
电解质的不同,性能可以差距很大,总之阳极对于电容性能的影响远远小于阴极。
还有一种看法是认为钽电容比铝电容性能好,主要是由于钽加上二氧化锰阴
极助威后才有明显好于铝电解液电容的表现。如果把铝电解液电容的阴极更换为
二氧化锰, 那么它的性能其实也能提升不少。
可以肯定,ESR 是衡量一个电容特性的主要参数之一。 但是,选择电容,
应避免 ESR 越低越好,品质越高越好等误区。衡量一个产品,一定要全方位、
多角度的去考虑,切不可把电容的作用有意无意的夸大。
---以上引用了部分网友的经验总结。
普通电解电容的结构是阳极和阴极和电解质,阳极是钝化铝,阴极是纯铝,
所以关键是在阳极和电解质。阳极的好坏关系着耐压电介系数等问题。
一般来说,钽电解电容的ESR 要比同等容量同等耐压的铝电解电容小很多,
高频性能更好。如果那个电容是用在滤波器电路(比如中心为50Hz 的带通滤波
器)的话,要注意容量变化后对滤波器性能(通带...)的影响。

关键字 : MLCC 陶瓷 多层 电容 
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