贴片式多层陶瓷电容器及其应用.pdfVIP

沈阳单片机开发网——帮您精确掌握电子器件的使用细节 贴片式多层陶瓷电容器及其应用 作者：北京航空航天大学 方佩敏 引言 随着表面贴装技术（SMT）及便携式电子产品迅猛发展，近年来开发出各种尺寸小、性 能好的贴片式元器件（SMD），贴片式多层陶瓷电容器（MLCC）就是十分出色的贴片式元件之 一。由于它有极好的性能、多种不同的品种、规格齐全、尺寸小、价格便宜，并且有可能取 代铝电解电容器及钽电解电容器等特点，得到极其广泛的应用。 本文介绍 MLCC 的主要参数、特性、应用指南，便于用户正确选择及应用。 工作温度范围及温度特性 根据所用介质材料的不同，MLCC 的工作温度范围及温度特性（用温度系数或电容量变 化百分比来表示）如表 1 所示，不同介质材料的温度特性曲线分别如图 1～5 所示。 按美国电工协会（EIA）标准，不同介质材料的 MLCC 按温度稳定性分成三类：超稳定级 （工类）的介质材料为 COG或 NPO；稳定级（II类）的介质材料为 X7R；能用级（Ⅲ）的介 质材料 Y5V。 1 沈阳单片机开发网——帮您精确掌握电子器件的使用细节 精度等级及代码 MLCC 的精度（允差）等级分成 9 级，如表 2 所示。这里要注意的是温度稳定性类别与 允差是有关的，并且其电容量的基数也不同，如表 2 所示。电容量数如表 3 所示。 COG(NPO)I 类的电容量较小，一般在 2200pF 以下（最大值 0.1μF）；X7RⅡ类的电容量 一般在 100pF～2.2μF 之间；Y5VⅢ类的电容量范围较大，一般为 1000pF～100μF。 额定电压（耐压） MLCC 有耐高压品种，JOHANSON公司有容量 10pF～0.68μF、耐压范围为 500～5000V 的 系列。一般常用的耐压范围为 10～200V（250V），但最常用的耐压范围是 10～50V。 这里要注意的是，耐压高电容器的容量小，如耐压达 200V，其容量小于 3.3μF；大容 量（25～100μF）电容器，其耐压不超过 25V。所选的电容器的额定电压必须大于最大工作 电压。 尺寸及尺寸代码 MLCC 的外形非常标准，如图 6 所示。常用的尺寸代码如表 4 所示（以 JOHANSON 公司 16～ 200V 产品为例）。 某些容量大的电容器要用两个或三个电容器堆叠并联而成（最多堆叠5 个）。以 NIPPON CHEMI-CON 公司的 THP 系列为例，共有三种形式：A、B、C 其外形如图 7 所示，尺寸如表 5 所示。 THP 型1～100μF 电容器的不同耐压及封装型式如表 6 所示。 MLCC 的主要特点 1.等效串联电阻（ESR）小，阻抗（Z）低 一种低阻抗型 0.1μFMLCC（X7R）在不同频率时的 ESR及 Z 的特性曲线如图 8所示。从 图中可以看出：在 10MHz 频率左右有较低的 ESR（小于 0.02Ω）及 Z（0.04Ω）。图 9 是在 额定电压和电容量相同的情况下，钽电解电容器与 Y5V（III 类）MLCC 在不同频率下的 ESR 的比较：在 0.1～