硬件学习笔记（器件篇）—— MLCC（三）

已于 2022-10-28 20:35:04 修改
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分类专栏： 硬件基础 文章标签： 学习 硬件工程 嵌入式硬件 fpga开发
于 2022-09-30 18:22:07 首次发布
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本文详细对比了C0G、X7R、X5R、Y5V、Z5U等不同类型的陶瓷电容，分析了它们的温度系数、容量范围和直流偏压特性。C0G电性能最稳定，适用于高频耦合；II类电容器容量随温度非线性变化，用于旁路和耦合。直流偏压特性表明，电容容量会随电压增加而显著下降，设计电路时需考虑这一因素。

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文章目录

一、C0G-X7R-X5R-Y5V等电容区别

之前的文章中以及提到，为什么会有这么多型号的电容，原因是介质材料不同，能做大容量的材料温度特性不好，温度特性好的又做不了大容量。我们对电容器进行一个分类

I类电容器：C0G

  • 电性能最稳定
  • 常用于：谐振器，谐振，高频耦合。

II类电容器：X7R、X5R、Y5V、Z5U

  • 电容随温度非线性变化
  • 常用于旁路、耦合
  • 分为稳定剂和可用级
  1. 稳定级：容量随温度变化不大，例：X7R、X5R
  2. 可用级：容量随温度变化非常大，常用于要求大容量，温度变化不大的电路中，例：Y5V、Z5U

通过具体参数进行对比

温度系数/特性

在这里插入图片描述
温度系数：

  1. 可以看到C0G的标称温度系数非常小&#x
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【电容/电感】电路板会“滋滋”的响，我们称它为啸叫
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一、啸叫的起源 大部分硬件工程师应该都遇到过，PCBA上电后出现“滋滋滋”的叫声，其声响或大或小，或时有时无，或深沉或刺耳，或变化无常者皆有。该现象我们称为“啸叫”，一般分为电感啸叫和电容啸叫。
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做好电容选型，从掌握NP0，C0G，X7R电容的特性开始
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1. 不同材质的陶瓷电容器具有不同的温度系数，导致容值随温度变化的幅度不同。 2. 一般而言，陶瓷电容器的稳定性排序为：NPO=C0G>X7R>Y5V，其中NPO的稳定性最好。 3. 当电容器的工作温度轻微超过规格书中的使用温度时，并不会损坏电容器，只是容值会发生变化。举例来说，对于一个10微法的X7R电容器，在温度达到125摄氏度时，其容值可能会降额15%。而同样的情况下，Y5V电容器的容值可能会降额82%。 4.对于对电容容值稳定性要求较高的应用，应选择具有较小温度系数的型号，比如晶振电路。
陶瓷电容器DC偏压特性
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BaTiO3具有如下图所示的钙钛矿 (perovskite) 形的晶体结构，在居里温度以上时，为立方晶体 (cubic) ，Ba2+离子位于顶点，O2-离子位于表面中心，Ti4+离子位于立方体中心的位置。此时，作为Ti4+离子在结晶单位的延长方向上发生了偏移的结果，产生极化，不过，这个极化即使在没有外部电场或电压的情况下也会产生，因此，称为自发极化 (spontaneous polarization)。＊下图是横轴表示施加在电容器的直流电压(V)，纵轴表示的是相对于初始值的静电容量的变化情况。
电容的容量随着电压的变化而变化
TSINGHUAJOKING
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  ➤ 01电容容量 电容容量的定义是由电容冲入的电荷QCQ_CQC​与电容两端电压UCU_CUC​的比值来定义的：C=QCUCC = {{Q_C } \over {U_C }}C=UC​QC​​ 通常情况下，这个参数至于电容本身的物理特性（两个极板相对的距离、基本之间介电常数、极板的面积等）有关系，而是电容工作的电压没有关系。 但是，对于有些电容，由于它所使用的 关于电容参数在博文 电容参数：X5R，X7R，Y5V，COG 详解 - 博乐Bar - 博客园 中给出了较为详细的介绍： ▲ 电容种
硬件学习笔记（器件篇）—— MLCC（四）
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硬件学习笔记（器件篇）—— MLCC（二）
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3、COG：温度系数较好，-55-125范围内工作，并且容量随温度的变化为30PPM/℃【ppm表示百万分之一】。2、X7R：最低温度-55，最高温度125，容量变化百分之15。1、X5R:最低温度-55，最高温度85，容量变化百分之15。主要是温度的区别，温度对陶瓷电容容值的影响。
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1、X7R：电容器性能较稳定，随温度、电压时间的改变，其特有的性能变化并不显著，属稳定电容材料类型，使用在隔直、耦合、傍路、滤波电路及可靠性要求较高的中高频电路中。2、X5R：其容量稳定性较X7R，容量、损耗对温度、电压等测试条件较敏感，主要用在电子整机中的振荡、耦合、滤波及傍路电路中。2、X5R：有较高的介电常数，常用于生产比容较大、标称容量较高的大容量电容器产品。1、X7R：X7R绝缘组合物，满足X7R需要的多层陶瓷芯片电容器。2、X5R：X5R绝缘组合物，满足X5R需要的多层陶瓷芯片电容器。
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