【2017年整理】电容的分析.ppt

电容;一、电容概述;按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、薄膜电容、电解电容、钽电容等。;三、陶瓷电容; 旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，?去耦（decoupling）电容也称退耦电容，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。如下图：??;3）滤波;3.2 电容的频率特性; 电容器串联RLC模型的频域阻抗图如图2所示，电容器在谐振频率以下表现为容性；在谐振频率以上时表现为感性，此时的电容器的去耦作用逐渐减弱。同时还发现，电容器的等效阻抗随着频率的增大先减小后增大，等效阻抗最小值为发生在串联谐振频率处的ESR。; 由谐振频率式（式3-2-1）可得出，容值大小和ESL值的变化都会影响电容器的谐振频率，如图3所示。由于电容在谐振点的阻抗最低，所以设计时尽量选用fR和实际工作频率相近的电容。在工作频率变化范围很大的环境中，可以同时考虑一些fR较小的大电容与fR较大的小电容混合使用。; 陶瓷电容器从介质类型主要可以分为两类，即Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器。 Ⅰ类陶瓷电容器（ClassⅠ ceramic capacitor），过去称高频陶瓷电容器（High-freqency ceramic capacitor），是指用介质损耗小、绝缘电阻高、介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容器。它特别适用于谐振回路，以及其它要求损耗小和电容量稳定的电路，或用于温度补偿。 Ⅱ类陶瓷电容器（Class Ⅱ ceramic capacitor）过去称为为低频陶瓷电容器（Low frequency cermic capacitor），指用铁电陶瓷作介质的电容器，因此也称铁电陶瓷电容器。这类电容器的比电容大，电容量随温度呈非线性变化，损耗较大，常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中。 ;3.3.1 Ⅰ类陶瓷电容器;3.3.2 Ⅱ类陶瓷电容器;3.4 陶瓷电容器的温度特性;3.4.1 第一类陶瓷介质电容器的温度性质 ; 例如， C0G（有时也称为NP0）表示为：第一位字母C为温度系数的有效数字为0，第二位数字0为有效温度系数的倍乘为-1，第三位字母G为随温度变化的容差为±30ppm/℃，即0±30ppm/℃； C0H分别表示为：第一位字母C为温度系数的有效数字为0，第二位数字0为有效温度系数的倍乘为-1，第三位字母H为随温度变化的容差为±60ppm/℃，即0±60ppm/℃； S2H则分别表示为：第一位字母S为温度系数的有效数字为3.3，第二位数字2为有效温度系数的倍乘为-100，第三位字母H为随温度变化的容差为±60ppm/℃，即－330±60ppm/℃。;图4 电容量的变化与温度的关系;图6 绝缘电阻与温度变化的关系;3.4.2 第二类陶瓷介质电容器的温度性质 ; 常见的Ⅱ类陶瓷电容器有： X7R、 X5R 、 Y5V、Z5U 其中： X7R表示为：第一位X为最低工作温度-55℃，第二位的数字7位最高工作温度+125℃，第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%； X5R表示为：第一位X为最低工作温度-55℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%； Y5V表示为：第一位Y为最低工作温度-30℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母V为随温度变化的容值偏差+22%，82%±15%。 Z5U表示为：第一位Z为最低工作温度+10℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母U为随温度变化的容值偏差+22%，-56%，;陶瓷电容器的绝缘电阻与温度的关系;图9 温度范围和容值随温度的变化特性;损耗因数与温度的关系;3.5 陶瓷电容器的ESR/阻抗频率特性;第一类介质的陶瓷电容器阻抗频率特性;图14 第二类介质电容器X7R的阻抗和ESR的频率特性;第三章 陶瓷电容;3.6 电容量频率特性; NP0 or CH （K 150）： 电气性能最稳定，基本上不随温度﹑电压与时间的改变而改变，适用于对稳定性要求高的高频电路。鉴于K 值较小，所以在0402、0603、0805 封装下很难有大容量的电容。如 0603 一般最大的 10nF以下。 X7R or YB （2000 K 4000）： 电气性能较稳定,在温度﹑电压与时间改变时性能的变化并不显著（ΔC ±10%）。适用于隔直、偶合、旁路与对容量稳定性要