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贴片电容的X5R,X7R,Y5V,Z5U,COG,COH等等这类参数,描述了电容采⽤的电介质材料类别,温度特性以及误差等参数,不同的值也对应着⼀定的电容容量的范围,分别有哪些不同呢?下面我们分别讲解下。
高频类:此类介质材料的电容器为Ⅰ类电容器,包括通用型高频 COG、COH 电容器和温度补偿型高频HG、LG、PH、RH、SH、TH、UJ、SL 电容器。其中 COG、COH 电容器电性能最稳定,几乎不随温度、电压和时间的变化而变化,适用于低损耗,稳定性要求高的高频电路,HG、LG、PH、RH、SH、TH、UJ、SL 电容器容量随温度变化而相应变化,适用于低损耗、温度补偿型电路中。
X7R、X5R、X7S、X6S:此类介质材料的电容器为Ⅱ类电容器,具有较高的介电常数,容量比Ⅰ类电容器高,具有较稳定的温度特性,适用于容量范围广,稳定性要求不高的电路中,如隔直、耦合、旁路、鉴频等电路中。
Y5V:此类介质材料的电容器为Ⅱ类电容器,是所有电容器中介电常数最大的电容器,但其容量稳定性较差,对温度、电压等条件较敏感,适用于要求大容量,温度变化不大的电路中。
Z5U:此类介质材料的电容器为Ⅱ类电容器,其温度特性介于 X7R 和 Y5V 之间,容量稳定性较差,对温度、电压等条件较敏感,适用于要求大容量,使用温度范围接近于室温的旁路,耦合等,低直流偏压的电路中。
Ⅰ类陶瓷特点:
Ⅰ类陶瓷电容器(ClassⅠceramic capacitor),过去称高频陶瓷电容器(High-frequency ceramic capacitor),介质采用非铁电(顺电)配方,以TiO2为主要成分(介电常数小于150),因此具有最稳定的性能;或者通过添加少量其他(铁电体)氧化物,如CaTiO3 或SrTiO3,构成“扩展型”温度补偿陶瓷,则可表现出近似线性的温度系数,介电常数增加至500。这两种介质损耗小、绝缘电阻高、温度特性好。特别适用于振荡器、谐振回路、高频电路中的耦合电容,以及其他要求损耗小和电容量稳定的电路,或用于温度补偿。
Ⅰ类陶瓷的温度特性表示方法:
Ⅰ类陶瓷的温度容量特性(TCC)非常小,单位往往在ppm/℃,容量较基准值的变化往往远小于1皮法。美国电子工业协会(EIA)标准采用“字母+数字+字母” 这种代码形式来表示Ⅰ类陶瓷温度系数。比如常见的C0G。
C0G代表的温度系数究竟是多少?
C表示电容温度系数的有效数字为0ppm/℃
0 表示有效数字的倍乘因数为 -1(即10的0次方)
G 表示随温度变化的容差为±30ppm
计算下来,C0G电容最终的TCC为:0×(-1)ppm/℃±30ppm/℃。而相应的其他Ⅰ类陶瓷的温度系数,例如U2J电容,计算下来则为:-750 ppm/℃±120 ppm/℃。
NPO和C0G之间的关系:
NPO是美国军用标准(MIL)中的说法,其实应该是NP0(零),但一般大家习惯写成NPO(欧)。这是Negative-Positive-Zero的简写,用来表示的温度特性。说明NPO的电容温度特性很好,不随正负温度变化而出现容值漂移。
从前面我们已经知道,C0G是I类陶瓷中温度稳定性最好的一种,温度特性近似为0,满足“负-正-零”的含义。所以C0G其实和NPO是一样的,只不过是两个标准的两种表示方法(当然,容值更小、精度略差一点的C0K、C0J等也是NPO电容)。类似的,U2J对应于MIL标准中的组别代码为N750。
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。
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%的薄膜电容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。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。
NPO电容器适合⽤于振荡器、谐振器的槽路电容,以及⾼频电路中的耦合电容。