工程師錦囊：貼片電容知識(shí)詳解
貼片電容全稱：多層（積層，疊層）片式陶瓷電容器，也稱為貼片電容，片容。英文縮寫：MLCC.
基本概述：貼片電容（多層片式陶瓷電容器）是目前用量比較大的常用元件，就AVX公司生產(chǎn)的貼片電容來講有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的規(guī)格，不同的規(guī)格有不同的用途。下面我們僅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V來介紹一下它們的性能和應(yīng)用以及采購(gòu)中應(yīng)注意的訂貨事項(xiàng)以引起大家的注意。
尺寸：貼片電容的尺寸表示法有兩種，一種是英寸為單位來表示，一種是以毫米為單位來表示，貼片電容的系列型號(hào)有0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2010、2225、2512，是英寸表示法，04表示長(zhǎng)度是0.04英寸，02表示寬度0.02英寸，其他類同型號(hào)尺寸（mm）
英制尺寸公制尺寸長(zhǎng)度及公差寬度及公差厚度及公差
040210051.00±0.050.50±0.050.50±0.05
060316081.60±0.100.80±0.100.80±0.10
080520122.00±0.201.25±0.200.70±0.201.00±0.201.25±0.20
120632163.00±0.301.60±0.200.70±0.201.00±0.201.25±0.20
121032253.00±0.302.54±0.301.25±0.301.50±0.30
180845204.50±0.402.00±0.20≤2.00
181245324.50±0.403.20±0.30≤2.50
222557635.70±0.506.30±0.50≤2.50
303576907.60±0.509.00±0.05≤3.00
命名：貼片電容的命名所包含的參數(shù)有貼片電容的尺寸、做這種貼片電容用的材質(zhì)、要求達(dá)到的精度、要求的電壓、要求的容量、端頭的要求以及包裝的要求。一般訂購(gòu)貼片電容需提供的參數(shù)要有尺寸的大小、要求的精度、電壓的要求、容量值、以及要求的品牌即可。
例風(fēng)華系列的貼片電容的命名：0805CG102J500NT
0805：是指該貼片電容的尺寸套小，是用英寸來表示的08表示長(zhǎng)度是0.08英寸、05表示寬度為0.05英寸
CG：是表示做這種電容要求用的材質(zhì)，這個(gè)材質(zhì)一般適合于做小于10000PF以下的電容，102：是指電容容量，前面兩位是有效數(shù)字、后面的2表示有多少個(gè)零102=10×102也就是=1000PFJ：是要求電容的容量值達(dá)到的誤差精度為5%，介質(zhì)材料和誤差精度是配對(duì)的
500：是要求電容承受的耐壓為50V同樣500前面兩位是有效數(shù)字，后面是指有多少個(gè)零。N：是指端頭材料，現(xiàn)在一般的端頭都是指三層電極（銀/銅層）、鎳、錫
T：是指包裝方式，T表示編帶包裝，B表示塑料盒散包裝貼片電容的顏色，常規(guī)見得多的就是比紙板箱淺一點(diǎn)的黃，和青灰色，這在具體的生產(chǎn)過程中會(huì)有產(chǎn)生不同差異
貼片電容上面沒有印字，這是和他的制作工藝有關(guān)（貼片電容是經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)面成，所以沒辦法在它的表面印字），而貼片電阻是絲印而成（可以印刷標(biāo)記）。
貼片電容有中高壓貼片電容和普通貼片電容，系列電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、100V、200V、500V、1000V、2000V、3000V、4000V貼片電容的尺寸表示法有兩種，一種是英寸為單位來表示，一種是以毫米為單位來表示，貼片電容系列的型號(hào)有0201、0402、0603、0805、1206、1210、1812、2010、2225等。貼片電容的材料常規(guī)分為三種，NPO，X7R，Y5VNPO此種材質(zhì)電性能最穩(wěn)定，幾乎不隨溫度，電壓和時(shí)間的變化而變化，適用于低損耗，穩(wěn)定性要求要的高頻電路。
容量精度在5%左右，但選用這種材質(zhì)只能做容量較小的，常規(guī)100PF以下，100PF-1000PF也能生產(chǎn)但價(jià)格較高X7R此種材質(zhì)比NPO穩(wěn)定性差，但容量做的比NPO的材料要高，容量精度在10%左右。Y5V此類介質(zhì)的電容，其穩(wěn)定性較差，容量偏差在20%左右，對(duì)溫度電壓較敏感，但這種材質(zhì)能做到很高的容量，而且價(jià)格較低，適用于溫度變化不大的電路中。
封裝：貼片電容：可分為無極性和有極性兩類，無極性電容下述兩類封裝最為常見，即0805、0603;而有極性電容也就是我們平時(shí)所稱的電解電容，一般我們平時(shí)用的最多的為鋁電解電容，由于其電解質(zhì)為鋁，所以其溫度穩(wěn)定性以及精度都不是很高，而貼片元件由于其緊貼電路版，所以要求溫度穩(wěn)定性要高，所以貼片電容以鉭電容為多，根據(jù)其耐壓不同，貼片電容又可分為A、B、C、D四個(gè)系列，
具體分類如下：類型封裝形式耐壓
A321610V、B352816V、C603225V、D734335V
分類：一NPO電容器;二X7R電容器;三Z5U電容器;四Y5V電容器
區(qū)別：NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要區(qū)別是它們的填充介質(zhì)不同。在相同的體積下由于填充介質(zhì)不同所組成的電容器的容量就不同，隨之帶來的電容器的介質(zhì)損耗、容量穩(wěn)定性等也就不同。所以在使用電容器時(shí)應(yīng)根據(jù)電容器在電路中作用不同來選用不同的電容器。
NPO電容器：NPO是一種最常用的具有溫度補(bǔ)償特性的單片陶瓷電容器。它的填充介質(zhì)是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的。
NPO電容器是電容量和介質(zhì)損耗最穩(wěn)定的電容器之一。在溫度從-55℃到125℃時(shí)容量變化為0±30ppm/℃，電容量隨頻率的變化小于±0.3ΔC.NPO電容的漂移或滯后小于±0.05%，相對(duì)大于±2%的薄膜電容來說是可以忽略不計(jì)的。其典型的容量相對(duì)使用壽命的變化小于±0.1%.NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質(zhì)損耗隨頻率變化的特性也不同，大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好。下表給出了NPO電容器可選取的容量范圍。
封裝DC=50VDC=100V
08050.5---1000pF0.5---820pF
12060.5---1200pF0.5---1800pF
1210560---5600pF560---2700pF
22251000pF---0.033μF1000pF---0.018μF
NPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容，以及高頻電路中的耦合電容。
X7R電容器：X7R電容器被稱為溫度穩(wěn)定型的陶瓷電容器。當(dāng)溫度在-55℃到125℃時(shí)其容量變化為15%，需要注意的是此時(shí)電容器容量變化是非線性的。
X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的，它也隨時(shí)間的變化而變化，大約每10年變化1%ΔC，表現(xiàn)為10年變化了約5%.
X7R電容器主要應(yīng)用于要求不高的工業(yè)應(yīng)用，而且當(dāng)電壓變化時(shí)其容量變化是可以接受的條件下。它的主要特點(diǎn)是在相同的體積下電容量可以做的比較大。下表給出了X7R電容器可選取的容量范圍。
封裝DC=50VDC=100V
0805330pF---0.056μF330pF---0.012μF
12061000pF---0.15μF1000pF---0.047μF
12101000pF---0.22μF1000pF---0.1μF
22250.01μF---1μF0.01μF---0.56μF
Z5U電容器：Z5U電容器稱為“通用”陶瓷單片電容器。這里首先需要考慮的是使用溫度范圍，對(duì)于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本。對(duì)于上述三種陶瓷單片電容起來說在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量。但它的電容量受環(huán)境和工作條件影響較大，它的老化率最大可達(dá)每10年下降5%.
盡管它的容量不穩(wěn)定，由于它具有小體積、等效串聯(lián)電感（ESL）和等效串聯(lián)電阻（ESR）低、良好的頻率響應(yīng)，使其具有廣泛的應(yīng)用范圍。尤其是在退耦電路的應(yīng)用中。下表給出了Z5U電容器的取值范圍。
封裝DC=25VDC=50V
08050.01μF---0.12μF0.01μF---0.1μF
12060.01μF---0.33μF0.01μF---0.27μF
12100.01μF---0.68μF0.01μF---0.47μF
22250.01μF---1μF0.01μF---1μF
Z5U電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下：工作溫度范圍10℃---85℃；溫度特性22%-----56%；介質(zhì)損耗最大4%
Y5V電容器：Y5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器，在-30℃到85℃范圍內(nèi)其容量變化可達(dá)22%到-82%.
Y5V的高介電常數(shù)允許在較小的物理尺寸下制造出高達(dá)4.7μF電容器。
Y5V電容器的取值范圍如下表所示
封裝DC=25VDC=50V
08050.01μF---0.39μF0.01μF---0.1μF
12060.01μF---1μF0.01μF---0.33μF
12100.1μF---1.5μF0.01μF---0.47μF
22250.68μF---2.2μF0.68μF---1.5μF
Y5V電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下：工作溫度范圍-30℃---85℃；溫度特性22%-----82%；介質(zhì)損耗最大5%
貼片電容器命名方法可到AVX網(wǎng)站上找到。不同的公司命名方法可能略有不同。
作用：在直流電路中，電容器是相當(dāng)于斷路的。電容器是一種能夠儲(chǔ)藏電荷的元件，也是最常用的電子元件之一。
這得從電容器的結(jié)構(gòu)上說起。最簡(jiǎn)單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(zhì)（包括空氣）構(gòu)成的。通電后，極板帶電，形成電壓（電勢(shì)差），但是由于中間的絕緣物質(zhì)，所以整個(gè)電容器是不導(dǎo)電的。不過，這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓（擊穿電壓）的前提條件下的。我們知道，任何物質(zhì)都是相對(duì)絕緣的，當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后，物質(zhì)是都可以導(dǎo)電的，我們稱這個(gè)電壓叫擊穿電壓。電容也不例外，電容被擊穿后，就不是絕緣體了。不過在中學(xué)階段，這樣的電壓在電路中是見不到的，所以都是在擊穿電壓以下工作的，可以被當(dāng)做絕緣體看。
但是，在交流電路中，因?yàn)殡娏鞯姆较蚴请S時(shí)間成一定的函數(shù)關(guān)系變化的。而電容器充放電的過程是有時(shí)間的，這個(gè)時(shí)候，在極板間形成變化的電場(chǎng)，而這個(gè)電場(chǎng)也是隨時(shí)間變化的函數(shù)。實(shí)際上，電流是通過場(chǎng)的形式在電容器間通過的。
在中學(xué)階段，有句話，就叫通交流，阻直流，說的就是電容的這個(gè)性質(zhì)。
電容的作用：
1）旁路：旁路電容是為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。
就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進(jìn)行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。
這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地電位是地連接處在通過大電流毛刺時(shí)的電壓降。
2）去耦：去耦，又稱解耦。從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電，才能完成信號(hào)的跳變，在上升沿比較陡峭的時(shí)候，電流比較大，這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會(huì)產(chǎn)生反彈），這種電流相對(duì)于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會(huì)影響前級(jí)的正常工作，這就是所謂的“耦合”。
去耦電容就是起到一個(gè)“電池”的作用，滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。
將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF等；而去耦合電容的容量一般較大，可能是10μF或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，防止干擾信號(hào)返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。
3）濾波：從理論上（即假設(shè)電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實(shí)際上超過1μF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容，這時(shí)大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過。具體用在濾波中，大電容（1000μF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。曾有網(wǎng)友形象地將濾波電容比作“水塘”。由于電容的兩端電壓不會(huì)突變，由此可知，信號(hào)頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個(gè)水塘，不會(huì)因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。它把電壓的變動(dòng)轉(zhuǎn)化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。
4）儲(chǔ)能：儲(chǔ)能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲(chǔ)的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40~450VDC、電容值在220~150000μF之間的鋁電解電容器（如EPCOS公司的B43504或B43505）是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時(shí)會(huì)采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式，對(duì)于功率級(jí)超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-07-29
