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瓷片电容学习资料共享

公司内部编号：

（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-9018）

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瓷片电容（CeramicCapacitor）

1　瓷片电容（多层片式瓷介电容器MLCC）

图1.1瓷片电容内部结构

1.1　瓷片电容命名规则

Globalpartnumber（preferred）

CCXXXXXXX5RXBBXXX

123456

（1）、尺寸-inch（metric）

0201（0603）

0402（1005）

0603（1608）

0805（2012）

1206（3216）

1210（3225）

1812（4532）

2220（5750）

（2）、精度

F=±1%

G=±2%

J=±5%

K=±10%

M=±20%

Z=-20%~80%

不常用：

A=±0.05pF

B=±0.1pF

C=±0.25pF

D=±0.5pF

（3）、包装形式

R=Paper/PEtapingreel;Reel7inch（纸编带包装）

K=Blistertapingreel;Reel7inch（塑料带包装）

P=Paper/PEtapingreel;Reel13inch

F=Blistertapingreel;Reel13inch

C=Bulkcase（散包装）

（4）、额点电压

4=4V

5=6.3V

6=10V

7=16V

8=25V

9=50V

不常用：

0=100V

A=200V

B=500V

C=1KV

D=2KV

E=3KV

H=43KV

（5）、容值

两位有效数+零的个数

补充：

CC-Multi-layerchipcap.多层电容器；CA-Cap.Array阵列电容器；CL-Low.Inductance低电感电容器

BB-第一个：

阻挡层成分代码A:

Pd/Ag（钯/银）B:

Ni-Barrier（镍）C:

Ni/Au（镍/铜）

第二个：

内部代码A:

NoBMEB：

BME（贱金属电极）

1.2　电介质材料

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。

按其用途可以分为三类：

①高频热补偿电容器瓷（UJ、SL）；

②高频热稳定电容器瓷（NPO）；

③低频高介电容器瓷（X7R、Y5V、Z5U）。

陶瓷介质的代号是按陶瓷材料的温度特性来命名的。

目前通用的是美国EIA标准（ElectronicIndustriesAssociation电子工业协会）命名规则，电介质材料命名规则：

低温

高温

容量变化

X:

-55℃

4:

+65℃

A:

±1.0%

Y:

-25℃

5:

+85℃

B:

±1.5%

Z:

+10℃

6:

+105℃

C:

±2.2%

7:

+125℃

D:

±3.3%

8:

+155℃

E:

±4.7%

9:

+200℃

F:

±7.5%

P:

±10%

R:

±15%

S:

±22%

T:

+22%--33%

U:

+22%--56%

V:

+22--82%

Y5V：

温度特性Y代表?

－25℃；?

?

5代表＋85℃；温度系数V代表?

－80％?

～?

＋30％?

Z5U：

温度特性Z代表?

＋10℃；?

?

5代表＋85℃；?

温度系数U代表?

－56％?

～?

＋22％?

X7R：

温度特性X代表?

－55℃；?

?

7代表＋125℃?

；温度系数R代表?

±?

15％?

NP0：

温度系数是30ppm/℃（-55℃～＋125℃）.

NPO材质（C0G）

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。

精度能做到5%（J级），但是不能做到太高的容值。

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%薄膜电容的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。

X7R材质

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。

X5R材质

X5R材质所能做出来的电容容值会更高一些，与X7R同样容值电压的电容相比，X5R的价格也要便宜一些。

Y5V材质

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。

其它技术指标如下:

工作温度范围-30℃-+85℃温度特性+22%--82%介质损耗最大5%。

1.3　选型考虑要素

（1）、参数：

电容值、容差、耐压、使用温度、尺寸

（2）、材质

（3）、直流偏置效应

（4）、价格与供货

（5）、失效

1.4　常用参数

标称容值-C

标注在电容器上的电容量。

额定电压-V

额定电压也称电容器的耐压值，是指电容器在规定的温度范围内，能够连续正常工作时所能承受的最高电压。

该额定电压值通常标注在电容器上。

在实际应用时，电容器的工作电压应低于电容器上标注的额定电压值，否则会造成电容器因过压而击穿损坏。

允许误差

电容器的标称容量与实际容量之间的允许最大偏差范围。

温度系数

温度系数是指在一定温度范围内，温度每变化1℃时，电容器容量的相对变化值。

温度系数值越小，电容器的性能越好。

损耗因数

损耗因数也称电容器的损耗角正切值，用来表示电容器能量损耗的大小。

该值越小，说明电容器的质量越好。

（直观表述在电容器上能量损耗，有功能量/无功能量）

0805-106-5BB阻抗与频率关系

频率特性

频率特性是指电容器对各种不同高低的频率所表现出的性能（即电容量等电参数随着电路工作频率的变化而变化的特性）。

漏电流

电容器的介质材料不是绝艰绝缘体，在一定的工作温度及电压条件下，也会有电流通过，此电流即为漏电流。

1.5　电容作用

C：

电容容值。

一般是指在1kHz，1V?

等效AC电压，直流偏压为0V情况下测到的；

ESL：

电容等效串联电感。

电容的管脚是存在电感的。

在低频应用时感抗较小，所以可以不考虑。

当频率较高时，就要考虑这个电感了；

ESR：

电容等效串联电阻。

无论哪种电容都会有一个等效串联电阻，当电容工作在谐振点频率时，电容的容抗和感抗大小相等，于是等效成一个电阻，这个电阻就是ESR。

旁路（Bypass）

在电路中为了改变某条支路的频率特性，使得它在某些频段内存在适当的阻值，而在另一些频段内则处于近似短路的状态。

载波产品中应用：

电源的第一道抗噪防线是旁路电容。

通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电，旁路电容消除了电源电压的波动。

旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道，在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。

低频电路中多数旁路电容都采用电解电容原因在于陶瓷电容容值难以达到所需要的大小。

例：

旁路电容要将流经电阻R的频率高于f的交流信号近似短路。

旁路电容的大小？

解：

旁路电容C的目的就是在频率f以上将原本流经R的绝大多数电流短路；也即频率为f时，容抗远小于电阻值。

当f=1khz，R=1k时，C应该远大于0.16uf。

因此取47uf已近很足够了，再大一些也可以接受，100uf都还算能接受，电容适当增大可以使得旁路更充分，而且在给定频率以上支路的品质因数更低，也就使得整个支路表现出来的容性更弱，支路对信号相位的影响更小（注：

上述计算值的100到1000倍都可以接受，不过如果要是大于上式计算出的值的5000倍就不太好了）。

不过再大也不会得到多少回报，甚至有可能带来不好的后果，因为实际的电容永远都不是一个纯粹的电容。

电容越大带来的其分布电感也将更显着。

要选择最合适的旁路电容，我们首先思考四个问题：

1、需要多大容值的旁路电容？

通常旁路电容的值都是依惯例或典型值来选取的。

例如，常用的容值是1μF和0.1μF。

简单的说，将大电容作为低频和大电流电路的旁路，而小电容作为高频旁路。

2、如何放置旁路电容以使其产生最大功效？

旁边电容应尽可能靠近每个芯片电源引脚来放置。

距离电源引脚越远就等同于增加串联电感，这样会降低旁路电容的自谐振频率（使有效带宽降低）。

3、要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态，应选择何种类型的旁路电容？

钽电解和电解电容等有极性电容比较适合做旁路电容，但是目前瓷片电容有宽泛的容值范围同时能够小型化，因此瓷片电容选择越来越多。

4、隐含的第四个问题----所用旁路电容采用什么样的封装最合适？

这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。

等效电路会随不同的封装类型而改变。

其中主要的是等效串联电感（ESL）。

很显然，只要电容结构保持不变，其电容值也会保持不变。

若同一电容采用多种不同封装类型，那么极板间的连接和外层封装间的连接必定改变。

这会带来额外的串联电阻和电感。

封装越小，串联寄生参数就越小。

表1电容封装和其等效串联电感

去耦

去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用：

一方面是本集成电路的蓄能电容，另一方面旁路掉该器件的高频噪声。

将旁路电容和去耦电容结合起来将更容易理解。

旁路电容实际也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。

高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10μF或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。

旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。

这应该是他们的本质区别。

滤波

主要用在电源滤波

储能

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