陶瓷電容器概述

 

陶瓷電容器又稱為瓷介電容器或獨(dú)石電容器。顧名思義，瓷介電容器就是介質(zhì)材料為陶瓷的電容器。根據(jù)陶瓷材料的不同，這種電容器可分為容量為1～300 pF的低頻瓷介電容器和容量為300—22 000 pF的高頻瓷介電容器兩類。按結(jié)構(gòu)形式分類，又可分為圖片狀電容器、管狀電容器、矩形電容器、片狀電容器、穿心電容器等多種。

 

陶瓷電容器的特點(diǎn)

 

1：由于陶瓷電容的介質(zhì)材料為陶瓷介質(zhì)，所以耐熱性能好，不易老化。

 

2：陶瓷電容能耐酸堿及鹽類的腐蝕，搞腐蝕性好。

 

3：低壓陶瓷電容的介電常數(shù)大，體積小，容量大。

 

4：陶瓷電容絕緣性能好，耐高壓。

 

5：陶瓷電容基本不隨溫度，電壓，時(shí)間等變化而變化。

 

 

陶瓷電容器分類

 

1、半導(dǎo)體陶瓷電容器

 

（1）表面層陶瓷電容器 電容器的微小型化，即電容器在盡可能小的體積內(nèi)獲得盡可能大的容量，這是電容器發(fā)展的趨向之一。對(duì)于分離電容器組件來說，微小型化的基本途徑有兩個(gè)：①使介質(zhì)材料的介電常數(shù)盡可能提高；②使介質(zhì)層的厚度盡可能減薄。在陶瓷材料中，鐵電陶瓷的介電常數(shù)很高，但是用鐵電陶瓷制造普通鐵電陶瓷電容器時(shí)，陶瓷介質(zhì)很難做得很薄。首先是由于鐵電陶瓷的強(qiáng)度低，較薄時(shí)容易碎裂，難于進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)操作，其次，陶瓷介質(zhì)很薄時(shí)易于造成各種各樣的組織缺陷，生產(chǎn)工藝難度很大。

 

2）晶界層陶瓷電容器 晶粒發(fā)育比較充分的BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷的表面上，涂覆適當(dāng)?shù)慕饘傺趸铮ɡ鏑uO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），在適當(dāng)溫度下，于氧化條件下進(jìn)行熱處理，涂覆的氧化物將與BaTiO3形成低共溶液相，沿開口氣孔和晶界迅速擴(kuò)散滲透到陶瓷內(nèi)部，在晶界上形成一層薄薄的固溶體絕緣層。這種薄薄的固溶體絕緣層的電阻率很高（可達(dá)1012～1013Ω·cm），盡管陶瓷的晶粒內(nèi)部仍為半導(dǎo)體，但是整個(gè)陶瓷體表現(xiàn)為顯介電常數(shù)高達(dá)2×104到8×104的絕緣體介質(zhì)。用這種瓷制備的電容器稱為晶界層陶瓷電容器（boundarg layer ceramic capacitor），簡(jiǎn)稱BL電容器。

 

2、高壓陶瓷電容器

 

高壓陶瓷電容器的瓷料主要有鈦酸鋇基和鈦酸鍶基兩大類。鈦酸鋇基陶瓷材料具有介電系數(shù)高、交流耐壓特性較好的優(yōu)點(diǎn)，但也有電容變化率隨介質(zhì)溫度升高、絕緣電阻下降等缺點(diǎn)。鈦酸鍶晶體的居里溫度為-250℃，在常溫下為立方晶系鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，是順電體，不存在自發(fā)極化現(xiàn)象，在高電壓下鈦酸鍶基陶瓷材料的介電系數(shù)變化小，tgδ及電容變化率小，這些優(yōu)點(diǎn)使其作為高壓電容器介質(zhì)是十分有利的。

 

3、多層陶瓷電容器

 

多層陶瓷電容器是片式元件中應(yīng)用最廣泛的一類，它是將內(nèi)電極材料與陶瓷坯體以多層交替并聯(lián)疊合，并共燒成一個(gè)整體，又稱片式獨(dú)石電容器，具有小尺寸、高比容、高精度的特點(diǎn)，可貼裝于印制電路板（PCB）、混合集成電路（HIC）基片，有效地縮小電子信息終端產(chǎn)品（尤其是便攜式產(chǎn)品）的體積和重量，提高產(chǎn)品可靠性。順應(yīng)了IT產(chǎn)業(yè)小型化、輕量化、高性能、多功能的發(fā)展方向，國(guó)家2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中明確提出將表面貼裝元器件等新型元器件作為電子工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。它不僅封裝簡(jiǎn)單、密封性好，而且能有效地隔離異性電極。MLCC在電子線路中可以起到存儲(chǔ)電荷、阻斷直流、濾波、禍合、區(qū)分不同頻率及使電路調(diào)諧等作用。在高頻開關(guān)電源、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電源和移動(dòng)通信設(shè)備中可部分取代有機(jī)薄膜電容器和電解電容器，并大大提高高頻開關(guān)電源的濾波性能和抗干擾性能。

 

 

陶瓷電容器的作用

 

旁路（去耦）

 

這是為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗的通路。在電子電路中，去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用，電容器所處的位置不同，稱呼就不一樣。對(duì)于同一個(gè)電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號(hào)中的高頻噪聲作為濾除對(duì)象，把前級(jí)攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling）電容也稱退耦電容，是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象。我們經(jīng)常可以看到，在電源和地之間連接著去耦電容，它有三個(gè)方面的作用：一是作為本集成電路的蓄能電容；二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲，切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對(duì)電路構(gòu)成干擾。

 

耦合

 

用在耦合電路中的陶瓷電容稱為耦合電容，在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路，起隔直流通交流作用，它作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過并傳輸?shù)较乱患?jí)電路。

 

濾波

 

用在濾波電路中的陶瓷電容器稱為濾波電容，濾波電容是會(huì)將一定頻段內(nèi)的信號(hào)從總信號(hào)中去除的，所以在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的陶瓷電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。

 

諧振

 

用在LC諧振電路中的安規(guī)電容器稱為諧振電容，LC并聯(lián)和串聯(lián)諧振電路中都需這種電容電路。

 

溫度補(bǔ)償

 

針對(duì)其它元件對(duì)溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響而進(jìn)行補(bǔ)償，改善電路的穩(wěn)定性。

 

調(diào)諧

 

是對(duì)與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。

 

儲(chǔ)能

 

儲(chǔ)能就是儲(chǔ)存電能，用于必要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等等。（現(xiàn)如今很多電容的儲(chǔ)能水平已經(jīng)可以接近鋰電池的水準(zhǔn)，一個(gè)電容儲(chǔ)存的電能就可以供一個(gè)手機(jī)使用一天的時(shí)間）

 

 

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