陶瓷電容器概述

 

陶瓷電容器又稱為瓷介電容器或獨石電容器。顧名思義，瓷介電容器就是介質材料為陶瓷的電容器。根據陶瓷材料的不同，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。按結構形式分類，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

 

1：由于陶瓷電容的介質材料為陶瓷介質，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，時間等變化而變化。

 

 

陶瓷電容器分類

 

1、半導體陶瓷電容器

 

（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獲得盡可能大的容量，這是電容器發展的趨向之一。對于分離電容器組件來說，微小型化的基本途徑有兩個：①使介質材料的介電常數盡可能提高；②使介質層的厚度盡可能減薄。在陶瓷材料中，鐵電陶瓷的介電常數很高，但是用鐵電陶瓷制造普通鐵電陶瓷電容器時，陶瓷介質很難做得很薄。首先是由于鐵電陶瓷的強度低，較薄時容易碎裂，難于進行實際生產操作，其次，陶瓷介質很薄時易于造成各種各樣的組織缺陷，生產工藝難度很大。

 

2）晶界層陶瓷電容器 晶粒發育比較充分的BaTiO3半導體陶瓷的表面上，涂覆適當的金屬氧化物（例如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），在適當溫度下，于氧化條件下進行熱處理，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散滲透到陶瓷內部，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1012～1013Ω·cm），盡管陶瓷的晶粒內部仍為半導體，但是整個陶瓷體表現為顯介電常數高達2×104到8×104的絕緣體介質。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高、交流耐壓特性較好的優點，但也有電容變化率隨介質溫度升高、絕緣電阻下降等缺點。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構，是順電體，不存在自發極化現象，在高電壓下鈦酸鍶基陶瓷材料的介電系數變化小，tgδ及電容變化率小，這些優點使其作為高壓電容器介質是十分有利的。

 

3、多層陶瓷電容器

 

多層陶瓷電容器是片式元件中應用最廣泛的一類，它是將內電極材料與陶瓷坯體以多層交替并聯疊合，并共燒成一個整體，又稱片式獨石電容器，具有小尺寸、高比容、高精度的特點，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品（尤其是便攜式產品）的體積和重量，提高產品可靠性。順應了IT產業小型化、輕量化、高性能、多功能的發展方向，國家2010年遠景目標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的發展重點。它不僅封裝簡單、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電荷、阻斷直流、濾波、禍合、區分不同頻率及使電路調諧等作用。在高頻開關電源、計算機網絡電源和移動通信設備中可部分取代有機薄膜電容器和電解電容器，并大大提高高頻開關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。對于同一個電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象，把前級攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling）電容也稱退耦電容，是把輸出信號的干擾作為濾除對象。我們經常可以看到，在電源和地之間連接著去耦電容，它有三個方面的作用：一是作為本集成電路的蓄能電容；二是濾除該器件產生的高頻噪聲，切斷其通過供電回路進行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對電路構成干擾。

 

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，它作為兩個電路之間的連接，允許交流信號通過并傳輸到下一級電路。

 

濾波

 

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

 

諧振

 

用在LC諧振電路中的安規電容器稱為諧振電容，LC并聯和串聯諧振電路中都需這種電容電路。

 

溫度補償

 

針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響而進行補償，改善電路的穩定性。

 

調諧

 

是對與頻率相關的電路進行系統調諧，比如手機、收音機、電視機。

 

儲能

 

儲能就是儲存電能，用于必要的時候釋放。例如相機閃光燈，加熱設備等等。（現如今很多電容的儲能水平已經可以接近鋰電池的水準，一個電容儲存的電能就可以供一個手機使用一天的時間）

 

 

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