Температурный коэффициент — емкость — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Температурный коэффициент — емкость

Cтраница 2

Температурный коэффициент емкости может быть положительным, отрицательным или знакопеременным. Для большинства типов конденсаторов в справочных данных приводятся лишь предельные значения относительного отклонения величины емкости от номинальной в рабочем диапазоне температур.  [16]

Температурный коэффициент емкости ( ТКЕ) определяет суммарную зависимость емкости конденсатора от изменения температуры. ТКЕ показывает относительное изменение емкости в процентах при изменении температуры на.  [17]

Температурный коэффициент емкости имеет существенное значение только для конденсаторов колебательных систем, так как колебания емкости в этом случае определяют температурную нестабильность резонансной частоты и полосы пропускания колебательной системы. Обычно ТКЕ имеет для конденсаторов положительное значение, однако некоторые группы керамических конденсаторов имеют большой отрицательный ТКЕ: от 6 — 10 — 4 до 14 — Ю 4 на 1 С. Это обстоятельство является весьма ценным, так как позволяет осуществлять температурную компенсацию в колебательных системах.  [18]

Температурный коэффициент емкости у — является важнейшим параметром для оценки поведения тонкопленочных схем.  [19]

Температурный коэффициент емкости в интервале 0 — 100 С составляет около 2 — Ю-4 1 / С.  [20]

Температурный коэффициент емкости ( ТКЕ) показывает относительное изменение емкости при изменении температуры на 1 С. У хороших конденсаторов ТКЕ составляет тысячные доли процента на 1 С. Положительный ТКЕ соответствует увеличению емкости при нагревании, отрицательный — уменьшению.  [21]

Температурный коэффициент емкости ( ТКЕ) для бумажных конденсаторов обычно не оговаривается, так как для таких цепей небольшие изменения емкости совершенно не существенны.  [22]

Температурный коэффициент емкости ( ТКЕ) определяет суммарную зависимость емкости конденсатора от изменения температуры. ТКЕ показывает относительное изменение емкости в процентах при изменении температуры на 1 С.  [23]

Температурный коэффициент емкости может быть положительным, отрицательным или близким к нулю.  [24]

Температурный коэффициент емкости ТКЕ рс, 1 / С, характеризует обратимые изменения емкости конденсатора с изменением температуры.  [26]

Температурный коэффициент емкости ТКЕ, представляющий собой относительное изменение емкости при изменении температуры а 1, составляет приблизительно 5 — 10 — 4 — 2 — 10 — 4 град.  [28]

Температурный коэффициент емкости пленочных конденсаторов из неполярных пленок увеличен по сравнению со слюдяными конденсаторами и имеет отрицательное значение.  [29]

Измерители температурного коэффициента емкости ( Т КС) основаны на методе сравнения частот генераторов. Первоначально при температуре 7 настраивают контур измерительного генератора с образцом в резонанс с частотой опорного генератора.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Разница между NP0, C0G, X7R, X5R, Y5V, Z5U

Печатается:http://www.sohu.com/a/224238945_819258

Разница между NP0, C0G, X7R, X5R, Y5V, Z5U

Основная причина — другой материал диэлектрика. Различные типы сред имеют разные основные типы поляризации, поэтому их скорость реакции и скорость поляризации на изменения электрического поля также различны. В одном и том же объеме емкость разная, а также разные диэлектрические потери и стабильность емкости конденсатора. Диэлектрические материалы можно разделить на две категории в соответствии с температурной стабильностью емкости, а именно керамические конденсаторы типа I и керамические конденсаторы типа II. NPO относится к керамике I типа, а другие X7R, X5R, Y5V, Z5U и т. Д. Относятся к керамике II типа.

Что такое керамика I класса и каковы ее характеристики?

Керамический конденсатор класса, ранее известный как высокочастотный керамический конденсатор, использует нефегнетоэлектрическую (параэлектрическую) формулу в качестве среды с TiO2 в качестве основного компонента (диэлектрическая проницаемость менее 150), поэтому он имеет наиболее стабильный Или, добавив небольшое количество других (сегнетоэлектрических) оксидов, таких как CaTiO3 или SrTiO3, чтобы сформировать «расширенную» керамику с температурной компенсацией, она может иметь приблизительно линейный температурный коэффициент, а диэлектрическая проницаемость увеличивается до 500. Эти два вида диэлектрических потерь невелики, сопротивление изоляции высокое, а температурные характеристики хорошие. Он особенно подходит для разделительных конденсаторов в генераторах, резонансных цепях, высокочастотных цепях и других цепях, требующих низких потерь и стабильной емкости, или для температурной компенсации.

Как выразить температурные характеристики керамики Ⅰ класса

Температурная характеристика емкости (TCC) керамики класса I очень мала, единицы измерения часто составляют ppm / ℃, а отклонение емкости от эталонного значения часто намного меньше 1 пикофарада. Стандарт Американской ассоциации электронной промышленности (EIA) использует кодовую форму «буква + цифра + буква» для выражения температурного коэффициента керамики класса I. Например, обычный C0G.

Какой температурный коэффициент представлен C0G?

C означает, что эффективное значение температурного коэффициента емкости составляет 0 ppm / ℃.

0 означает, что коэффициент умножения значащих цифр равен -1 (то есть 10 в степени 0)

G означает допуск изменения температуры ± 30 частей на миллион.

После расчета окончательная TCC конденсатора C0G составляет: 0 × (-1) ppm / ℃ ± 30ppm / ℃. Соответствующий температурный коэффициент для других керамических материалов класса I, например конденсаторов U2J, рассчитывается как: -750 ppm / ℃ ± 120 ppm / ℃.

NPO и C0G — это один и тот же конденсатор?

NPO — это термин, используемый в военных стандартах США (MIL). Фактически, это должно быть NP0 (ноль), но обычно люди привыкли писать NPO (Европа). Это сокращение от Negative-Positive-Zero, используемое для выражения температурных характеристик. Это показывает, что емкостная температурная характеристика NPO очень хорошая, и значение емкости не дрейфует при изменении положительной и отрицательной температуры.

Из вышеизложенного мы уже знаем, что C0G является наиболее стабильной из керамики типа I, а температурная характеристика составляет приблизительно 0, что соответствует значению «отрицательный-положительный-ноль». Следовательно, C0G фактически то же самое, что и NPO, но два стандартных метода представления (конечно, C0K, C0J и т. Д. С меньшей емкостью и немного менее точными также являются конденсаторами NPO). Точно так же U2J соответствует групповому коду N750 в стандарте MIL.

Конденсаторы NPO имеют разные характеристики емкости и диэлектрических потерь с частотой в зависимости от типа корпуса.Частотные характеристики корпуса большого размера лучше, чем частотные характеристики корпуса малого размера.

Что такое керамика Ⅱ класса и каковы ее характеристики?

Керамические конденсаторы класса Ⅱ раньше назывались низкочастотными керамическими конденсаторами. Они относятся к конденсаторам, в которых в качестве среды используется сегнетоэлектрическая керамика, поэтому их также называют сегнетоэлектрическими керамическими конденсаторами. Конденсатор этого типа имеет большую удельную емкость, нелинейное изменение емкости с температурой и большие потери. Он часто используется в электронном оборудовании для шунтирования, связи или в других схемах, не требующих высоких потерь и стабильности емкости. Среди них керамические конденсаторы класса II делятся на стабильные и годные к употреблению. X5R и X7R относятся к стабильному классу керамики II, а Y5V и Z5U относятся к пригодному к использованию.

В чем разница между X5R, X7R, Y5V, Z5U?

Основное отличие заключается в температурном диапазоне и характеристиках изменения емкости в зависимости от температуры. В следующей таблице показано значение этих кодов.

Возьмем, к примеру, X7R.

X означает, что конденсатор может работать при -55 ℃.

7 означает, что конденсатор может работать до + 125 ℃.

R представляет собой изменение емкости при температуре ± 15%.

Аналогичным образом, нормальный рабочий температурный диапазон Y5V составляет -30 ℃ + 85 ℃, а соответствующее изменение емкости составляет + 22 ～ 82%; в то время как нормальный рабочий температурный диапазон Z5U составляет + 10 + 85 ℃, соответствующее изменение емкости составляет + 22 ~ -56%.

Дополнительные сведения:

В спецификации эталонного напряжения мы найдем параметр постоянного тока, описывающий характеристики эталонного напряжения, называемый температурным дрейфом (также называемым температурным коэффициентом).
 Или называемый TC (температурный коэффициент), обычно выражаемый в ppm / ℃. Для эталонного напряжения 1 ppm / ℃ означает, что
 Когда температура окружающей среды изменяется на 1 ° C в определенной контрольной точке (обычно 25 ° C), выходное напряжение отклоняется от номинального значения на одну миллионную.
 Например, номинальное значение некоторого опорного напряжения является 2.5V и ТС составляет ± 10 ppm / ℃, а затем, когда окружающие изменения температуры на 1 ° C и 10 ℃ на основе 25 ℃,
 Выходное напряжение станет: 2,5 В ± 10 ppm / ℃ X1 ℃ = 2,5 В ± 0,000025 В 2,5 В ± 10 ppm / ℃ X10 ℃ = 2,5 В ± 0,00025 В  

Температурный коэффициент емкости — Студопедия

Нередко для оценки зависимости e диэлектриков, а также емкости конденсаторов от температуры указывается температурный коэффициент диэлектрической проницаемости:

(3)

и температурный коэффициент емкости:

(4)

Связь между коэффициентами может быть получена при учете влияния температуры на геометрические размеры конденсатора. Рассмотрим конденсатор с обкладками площадью S и диэлектриком с проницаемостью e и толщиной l.

, (5)

a_l – температурный коэффициент линейного расширения материала диэлектрика. Рассматривая конденсатор с квадратными обкладками со стороной a, можно показать, что если температурный коэффициент линейного расширения металлических обкладок a_lмо, то a_S=2a_lмо. Для конденсатора при свободном расширении материала обкладок и конденсатора получим

ТКЕ=a_e+2a_lmo-a_l (6)

Если электроды имеют тот же коэффициент линейного расширения, что и диэлектрик, на который, например, нанесены тонкие и прочно соединенные с ним металлические слои, служащие электродами, получим

ТКЕ=a_e+a_l (7)

Если зависимость емкости от температуры носит линейный характер, то величину ТКЕ (К^-1) можно вычислить по формуле

(8)

где С₁, С₂ — емкости при температурах T₁ и T₂ соответственно.

Если требуется определить значение температурного коэффициента емкости ТКЕ для конденсатора, то для этого по экспериментальным данным строится график C=f(Т), по которому с помощью графического дифференцирования определяется ТКЕ (рисунок 1.3 ). С этой целью через точку А, соответствующую температуре Т_A, для которой требуется определить ТКЕ, проводится касательная. Затем строится треугольник (произвольных размеров) АВК.

Отношение вертикального катета ВК к горизонтальному АВ (с учетом масштабов) дает производную

(9)

Разделив полученную величину на С_А получим ТКЕ для температуры Т_A.

Следует помнить, что в общем случае производная не равнозначна тангенсу угла наклона касательной к оси абсцисс g, так как тангенс всякого угла – величина безразмерная, а производная в рассматриваемом случае имеет размерность пФ/К.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ).

Это параметр, применяемый для характеристики кон­денсаторов с линейной зависимостью емкости от тем­пературы. Он определяет относительное изменение емко­сти (в миллионных долях) при измене­нии температуры на один градус Цельсия.

Слюдяные и полистирольные конденсаторы имеют ТКЕ в пределах (±50…200)·10^-6 1/°С, поликарбонатные — ±50·10^-6 1/°С, керамические — от +100·10^-6 1/°С до -2200·10^-6 1/°С и ненормируемого Н90. Для конденсаторов с другими видами ди­электрика ТКЕ не нормируется.

 

Номинальное напряжение ( U _н ).

Это напряжение, обозначенное на конденсаторе (или указанное в доку­ментации), при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах. U _н зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации сумма напряже­ний постоянной и переменной составляющих на конденсаторе не должна превышать номинально­го напряжения. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры (как правило, более 70-85°С) допускаемое напряжение снижается. Согласно ГОСТ 28884-90 конденсаторы выпускаются на напряжения: 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 6,3; 10; 16; 25; 32; 40; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 350; 400; 450; 500; 630; 800; 1000; 1600; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000.

 

Тангенс угла диэлектрических потерь ( tg δ ).

Тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ) характеризует активные потери энергии в конденсаторе. Значения тангенса угла потерь у керамических высокочастотных, слюдя­ных, полистирольных и фторопластовых конденсаторов лежат в пределах (10…15)·10^-4, поликарбонатных (15…25)·10^-4, керамических низкочастотных 0,035, ок­сидных конденсаторов (5…35%), полиэтилентерефталатных 0,01…0,012.

Величина, обратная тангенсу угла потерь, называ­ется добротностью конденсатора Q =1/ tg δ.

Сопротивление изоляции и ток утечки.

Эти параметры характеризуют качество диэлектрика и используются при расчетах высокомегаомных, времязадающих и слаботочных цепей. Наиболее высокое сопро­тивление изоляции у фторопластовых, полистирольных и полипропиленовых конденсаторов. Самое низкое сопротивле­ние изоляции у сегнетокерамических конденсаторов.

Для оксидных конденсаторов регламентируют ток утечки, значения которого пропорциональны емкости и напря­жению. Наименьший ток утечки имеют танталовые кон­денсаторы (от единиц до десятков микроампер), У алюминиевых конденсаторов ток утечки, как правило, на один — два порядка выше.

Переменные конденсаторы дополнительно характеризуются функцией зависимости изменения ёмкости от угла поворота оси конденсатора и выпускаются с прямоёмкостной, прямочастотной и прямоволновой зависимостями.

В основу классификации конденсаторов положено их деление на группы по виду применяемого диэлектрика и по конструктивным особенностям, определяющим использование конденсаторов в конк­ретных цепях аппаратуры. Вид диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: ёмкость, стабильность емкости во времени, со­противление изоляции, потери и т.д. Конструктивные особенности определяют характер их применения: помехоподавляющие, подстроечные, дозиметрические, импульсные и др.

По виду диэлектрика все конденсаторы можно раз­делить на группы: с органическим, неорганическим, оксидным и га­зообразным диэлектриком. Оксидный диэлектрик также яв­ляется неорганическим, но в силу особой специ­фики выделен в отдельную группу.

Конденсаторы с органическим диэлектриком изготовляют обычно намоткой рулона из тонких длинных лент конденсаторной бумаги, пленок или их комбинаций с металлизированными или фольговыми обкладками.

По назначению и используемым диэлектрическим материалам эти конденсаторы можно разде­лить на низкочастотные и высокочастотные.

К низкочастотным пленочным относятся конденса­торы бумажные, металлобумажные, полиэтилентерефталатные, комбиниро-ванные, лакоплёночные, поликарбонатные и полипропиленовые. Они способны работать на частотах до 10÷100 кГц при существенном снижении ам­плитуды переменной составляющей напряжения с уве­личением частоты.

К высокочастотным пленочным относятся конденса­торы полистирольные и фторопластовые, имеющие малое значе­ние тангенса угла диэлектрических потерь. Они допускают работу на частотах до 100 кГц÷10МГц.

Высоковольтные конденсаторы (Uр>1000÷1600В) можно разделить на высоковольтные постоянного напряжения и высоко­вольтные импульсные.

В качестве диэлектрика высоковольтных конденса­торов постоянного напряжения используют: бумагу, по­листирол, фторопласт, лавсан и сочетание бумаги и син­тетических пленок (комбинированные).

Дозиметрические конденсаторы работают в цепях с малыми токами. Поэтому они должны обладать очень малым саморазрядом и большим сопротивлением изоляции. Лучше всего для этой цели подходят фторопластовые конденсаторы.

Помехоподавляющие конденсаторы предназначены для ослабления электромагнитных помех в широком диапазоне частот. Они имеют малую собственную индуктивность, в результате чего повышается резонансная частота и полоса подавляемых частот. Помехоподавляющие конденсаторы бывают бумажные, комбинированные и пленочные (в основном лавсановые).

Конденсаторы с неорганическим диэлектриком можно разделить на три группы: низковольтные, высоковольтные помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используется керамика, стекло, стеклоэмаль, стеклокерамика и слюда. Обкладки выполняются в виде тонкого металла, нанесенного на диэлектрик путем непосредственной металлизации, или в виде тонкой фольги.

Группа низковольтных конденсаторов включает в себя низкочастотные и высокочастотные конденсаторы.

По назначению они подразделяются на три типа:

тип 1 — конденсаторы, предназначенные для пользования в резонансных контурах на ВЧ, где требуются малые потери и высокая стабильность емкости;

тип 2 — конденсаторы, предназначенные для использования в цепях фильтров, блокировки и развязки, где допускаются большие потери и меньшая стабильность емкости.

тип 3 — керамические конденсаторы с барьерным слоем, предназначенные для работы в цепях фильтров, блокировки и развязки, но имеют худшую изоляцию, большие диэлектрические потери — применяются на НЧ.

Слюдяные и стеклоэмалевые (стеклянные) конденсаторы относятся к конденсаторам типа 1, стеклокерамические могут быть как типа 1, так и типа 2, керамические – всех трех типов.

Помехоподавляющне конденсаторы с неорганическим керамическим диэлектриком разделяются на опорные и проходные. Их основное назначение — подавление индустриальных и высокочастотных помех, создаваемых промышленными и бытовыми приборами, выпрямительными устройствами и др., т. е. по существу они являются фильтрами нижних частот.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком (старое название – электролитические).

Они разделяются на конденсаторы общего назначения, неполярные, высокочастотные, импульсные, пусковые и помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используется оксидный слой, образуемый электрохимическим путем  на аноде — металлической обкладке из алюминия, тантала, ниобия.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком  обладают относительно большими потерями, но в отличие от других типов конденсаторов имеют несравнимо большие емкости от единиц до сотен тысяч микрофарад. Они используются в фильтрах источников электропитания, цепях развязки, шунтирующих и переходных цепях полупроводниковых устройств на низких частотах.

Конденсаторы группы общего назначения (полярные) имеют униполярную (одностороннюю) проводимость, вследствие чего их эксплуатация возможна только при положительном потенциале на аноде. Тем не менее, это наиболее распространенные оксидные конденсаторы. Они могут быть жидкостными, объемно-пористыми и оксидно-полупроводниковыми.

Неполярные конденсаторы с оксидным диэлектриком могут включаться в цепь постоянного и пульсирую­щего тока без учета полярности, а также допускать смену полярности в процессе эксплуатации.

Неполярные конденсаторы изготовляют оксидно-элект­ролитические (жидкостные) алюминиевые, тантало­вые и оксидно-полупроводниковые танталовые.

Высокочастотные конденсаторы (алюминиевые жидкостные и танталовые оксидно-полупроводниковые) широко применяются в источниках вторичного электро­питания в диапазоне частот пульсиру­ющего тока от 10 герц до 100 килогерц. Отсю­да следует, что понятие «высокочастотные» для оксидных конденсаторов относительное.

Импульсные конденсаторы используются в электри­ческих цепях с относительно длительным зарядом и быстрым разрядом, например, в устройствах фотовспы­шек и др. Такие конденсаторы должны быть энергоем­кими, иметь малое полное сопротивление и большое рабочее напряжение. Наилучшим образом этому требо­ванию соответствуют оксидно-электролитические алю­миниевые конденса-торы с напряжением до 500 В.

Пусковые конденсаторы используются в асинхрон­ных двигателях, в которых емкость включается только на момент пуска двигателя.

В связи с тем, что пусковые непо­лярные конденсаторы включа­ются в сеть переменного тока, они должны иметь большое рабочее напряжение переменного тока, несколько превышающее напряжение промышленной сети.

В группу оксидных помехоподавляющих конденсато­ров входят только проходные оксидно-полупроводнико­вые танталовые конденсаторы. 

В зависимости от способа монтажа конденсаторы могут выполняться для навесного, печатного, одностороннего мон­тажа, а также для использования в составе микромоду­лей и микросхем или для сопряжения с ними. У большинства типов оксидных, а также проходных и опорных конденсаторов одна их обкладка соединяется с корпусом, который служит вторым выводом.

По характеру защиты от внешних воздействующих факторов конденсаторы выполняются: незащищенны­ми, защищенными, неизолированными, изолированны­ми, уплотненными и герметизиро-ванными.

В последние годы получили распространение высокоёмкие конденсаторы – ионисторы. В этих конденсаторах заряд накапливается за счёт образования двойного электрического слоя на границе электрода с металлической проводимостью и электролита с ионной проводимостью. Удельный заряд, запасаемый ионистором, составляет 10Кл/см³. К достоинствам ионисторов можно отнести очень большую ёмкость 1÷2 и более фарад, к недостаткам – малое рабочее напряжение ≤6,3 В.

К отдельному классу следует отнести вариконды – конденсаторы, у которых ёмкость изменяется в зависимости от приложенного напряжения.

 

Маркировка конденсаторов.

Маркировка на конденсаторах может быть буквенно-цифровая или цветовая. Маркировка содержит сокращенное обозначение типа конденсатора, номинальную емкость, допуск, номинальное напряжение, группу ТКЕ, дату изготовления. Цветовая маркировка содержит номинальную емкость, допуск, номинальное напряжение, группу ТКЕ. Маркировка типа конденсатора претерпела несколько модификаций.

Одной из первых маркировок была аббревиатура, в которой кодировались наиболее важные особенности конденсатора: тип диэлектрика, конструктивные особенности конденсатора и т.д.

Примеры:

КД — керамический дисковый,

ГОСТ 18986.18-73 Варикапы. Метод измерения температурного коэффициента емкости

Текст ГОСТ 18986.18-73 Варикапы. Метод измерения температурного коэффициента емкости

БЗ 1-2001

ГОСТ 18986.18-73

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ВАРИКАПЫ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЕМКОСТИ

Издание официальное

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ВАРИКАПЫ

Метод измерения температурного коэффициента емкости

Variable capacitance diodes.

Method of measuring temperature coefficient of capacity MKC 31.080.10

ГОСТ

18986.18-73

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 10 апреля 1973 г. № 873 дата введения установлена

01.07.74

Ограничение срока действия снято по протоколу № 2—92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2—93)

Настоящий стандарт распространяется на варикапы, предназначенные для работы в диапазоне частот 0,25—1000 Гц, и устанавливает метод измерения температурного коэффициента емкости а_с.

Общие условия при измерении должны соответствовать требованиям ГОСТ 18986.0—74 и настоящего стандарта.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3199—81 в части метода измерения температурного коэффициента емкости.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. УСЛОВИЯ И РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Принцип измерения а_с основан на измерении общей емкости варикапа С по ГОСТ 18986.4—73 при двух различных значениях температуры окружающей среды: при нормальной температуре окружающей среды Т_х = (25 + 1) °С и температуре 73, выбранной из диапазона температур, в котором значение а_с постоянно. При этом на варикап, помещенный в термокамеру, подается заданное напряжение смещения.

1.2. Температура, время выдержки варикапа при температуре Т_х или 73, частота и постоянное напряжение смещения или емкость варикапа, при которой измеряют а_с, должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на варикапы конкретных типов.

1.1, 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.3—1.12. (Исключены, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА

2.1. Температурный коэффициент емкости следует измерять на установке, схема которой приведена на чертеже.

2.2. Измерение емкости — по ГОСТ 18986.4—73. Частота измерения должна быть выбрана из диапазона 1—10 МГц.

2.3. Погрешность поддержания температуры в термокамере должна быть в пределах + 1 °С. 2.1—2.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

Издание официальное Перепечатка воспрещена

‘Ь Издание (май 2004 г.) с Изменением № 1, утвержденным в июне 1982 г. (ИУС 9—82).

© Издательство стандартов, 1973 © ИПК Издательство стандартов, 2004

ГОСТ 18986.18-73 С. 2

А

Р

VV

А — термокамера; VD — измеряемый диод; Р — измеритель емкости

2.4. При подключении термокамеры с измеряемым варикапом к измерителю емкости следует скомпенсировать или учесть емкость проводов и устройств подключения.

2.5. Временную стабильность параметров элементов схемы следует обеспечивать в течение времени измерения одного варикапа.

2.4, 2.5. (Введены дополнительно, Изм. № 1).

3.1. Измеряемый варикап помещают в термокамеру.

3.2. В термокамере устанавливают температуру Т_х. После установления температурного равновесия производят отсчет емкости Q.

3.3. Затем в термокамере устанавливают температуру Т₂.

После установления температурного равновесия отсчитывают значение емкости С₂.

3.1—3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.4. (Исключен, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ 4.1. Значение температурного коэффициента емкости рассчитывают по формуле

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.2. Погрешность измерения температурного коэффициента емкости варикапа должна быть в пределах ± 15 % с доверительной вероятностью 0,997.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

3. ПРОВВДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ

Редактор В.Н. Копысов Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Р.А. Ментова Компьютерная верстка И.А. Налейкиной

Изд. лиц. № 02354 от 14.07.2000. Сдано в набор 31.05.2004. Подписано в печать 18.06.2004. Уел. печ. л. 0,47. Уч.-изд.л. 0,22.

Тираж 78 экз. С 2655. Зак. 213.

ИПК Издательство стандартов, 107076 Москва, Колодезный пер., 14. e-mail: Набрано и отпечатано в ИПК Издательство стандартов

Что делает многослойные керамические конденсаторы разными?

Добавлено 15 июля 2018 в 14:07

Сохранить или поделиться

Вы можете обнаружить, что многослойные керамические конденсаторы (MLCC, Multilayer Ceramic Capacitors) доступны в широком диапазоне корпусов, размеров и диэлектрических материалов. В зависимости от их характеристик эти конденсаторы разделены классификацией диэлектриков на классы I, II и III. Существует несколько типов диэлектриков, каждый из которых имеет различные характеристики. Данная статья представляет различия между классами MLCC конденсаторов в характеристиках смещения постоянным напряжением, старения и пьезоэлектрического шума, присущих многим керамическим конденсаторам.

Обозначения

Стандарт 198 Американского союза электроники (EIA, Electronic Industries Alliance) определяет температурный коэффициент емкости (ТКЕ, он же TCC, temperature coefficient of capacitance) керамических конденсаторов. При использовании этих определений вы увидите такие обозначения диэлектриков MLCC конденсаторов, как Y5V, X7R и C0G. Каждая буква здесь имеет значение. Вы можете использовать таблицы ниже для расшифровки этих обозначений.

ppm – милионная доля, 10^-6.

Расшифровка маркировки многослойных керамических конденсаторов (MLCC) с диэлектриками класса 1

Буква	Значащее число температурного коэффициента, ppm/°C	Цифра	Множитель значащего числа	Буква	Допустимое отклонение температурного коэффициента, ±ppm/°C
C	0	0	–1	G	30
B	0,3	1	–10	H	60
L	0,8	2	–100	J	120
A	0,9	3	–1000	K	250
M	1,0	4	–10000	L	500
P	1,5	5	+1	M	1000
R	2,2	6	+10	N	2500
S	3,3	7	+100
T	4,7	8	+1000
U	7,5	9	+10000

Расшифровка маркировки многослойных керамических конденсаторов (MLCC) с диэлектриками классов 2 и 3

Буква	Минимальная температура (°C)	Цифра	Максимальная температура (°C)	Буква	Максимальное изменение емкости в температурном диапазоне (%)
Z	+10	2	+45	A	±1,0	Класс 2
Y	–30	4	+65	B	±1,5
X	–55	5	+85	C	±2,2
		6	+105	D	±3,3
		7	+125	E	±4,7
		8	+150	F	±7,5
		9	+200	P	±10
				R	±15
				S	±22
				*L	от +15 до –40
				T	от +22 до –33	Класс 3
				U	от +22 до –56
				V	от +22 до –82

Класс I

Иногда называемые как NP0, C0G считаются ультрастабильными. Используя таблицу для расшифровки «имени», мы можем увидеть, то ТКЕ для C0G составляет ±30 ppm/°C (±30 миллионных долей на градус Цельсия) в номинальном температурном диапазоне. Другими словами, емкость C0G будет меняться незначительно из-за изменений температуры.

Промышленные конденсаторы C0G от KEMET изготавливаются с использованием уникального состава цирконата кальция. Этот материал является параэлектрическим, что обеспечивает его стабильность при прикладывании постоянного напряжения.

Поскольку классификация не определяет используемый материал, другие производители могут использовать различные составы или разные наборы материалов.

Классы II и III

Диэлектрики классов II и III используют немного отличающуюся от класса I систему именования.

1. Первая буква представляет собой самую низкую температуру.
2. Вторая цифра представляет собой максимальную температуру.
3. Третья буква указывает максимальное изменение емкости, которое будет происходить между минимальной и максимальной температурами в заданном диапазоне.

Например, давайте рассмотрим X7R в таблице классов II/III. X означает –55°C, 7 означает +125°C, а R означает изменение емкости ±15% в пределах указанного температурного диапазона.

Разница между классами II и III заключается в том, насколько емкость будет изменяться при определенной температуре. Как правило, в качестве диэлектрика классов II и III используется титанат бария. Данный материал является сегнетоэлектриком, который является источником нестабильности емкости.

Зависимость относительной диэлектрической проницаемости диэлектрика от температуры

По мере увеличения класса некоторые из отрицательных характеристик диэлектрика усиливаются.

Изменения при прикладывании напряжения

Термины «смещение постоянным напряжением» или «коэффициент напряжения» относятся к потерям емкости при прикладывании напряжения. Этот эффект наблюдается в сегнетоэлектрических материалах, таких как титанат бария, используемый в большинстве конденсаторов X5R и X7R. В зависимости от состава диэлектрика эти конденсаторы могут потерять более 70% номинальной емкости при прикладывании напряжения!

Одним из способов достижения меньших размеров SMD конденсаторов при сохранении того же уровня емкости является уменьшение толщины диэлектрика. Это различие в конструкции приводит к тому, что более высокое напряжение дает бо́льшую потерю емкости.

K-SIM от KEMET позволяет моделировать напряжение на керамическом конденсаторе при прикладывании постоянного напряжения. Эта утилита также может отображать ожидаемое изменение емкости при прикладывании напряжения. Она доступна на ksim.kemet.com.

Диэлектрики класса I не реагируют на смещение по постоянному напряжению, особенно те, которые изготовлены с использованием цирконата кальция.

Старение

Старение – еще одна характеристика, проявляемая сегнетоэлектриками, или диэлектриками классов II и III. При изготовлении керамического конденсатора диэлектрик подвергается воздействию температур более 1000°C. Для устройств из титаната бария температура Кюри может находиться в диапазоне от 130°C до 150°C, в зависимости от конкретного состава.

При воздействии температуры Кюри кристаллическая структура выравнивается в тетрагональную форму. После охлаждения кристаллическая структура керамики изменяется до кубической. По мере этих изменений структуры также изменяется диэлектрическая проницаемость материала.

Со временем емкость будет продолжать снижаться. Можно перезагрузить этот цикл старения путем «перезагрузки» материала, подвергнув его температуре Кюри.

Как правило, вы можете найти скорость старения для определенного типа компонента в каталоге. Ниже приведен пример коэффициентов старения.

Показатели старения многослойных керамических конденсаторов (MLCC)

EIA код	PME – электроды из драгоценных металлов BME – электроды из недрагоценных металлов	Типовое старение (% / порядок часов)	Типовое время оценки (час)
C0G	PME/BME	0	не доступно
X7R	BME	2,0	1 000
X5R	BME	5,0	48

Изменение емкости многослойных керамических конденсаторов (MLCC) при старении

Старения может изменяться в зависимости от серии компонентов, поэтому смотрите технические описания.

Микрофонный эффект

Наконец, кристаллическая структура титаната бария придает керамике свою пьезоэлектрическую, или микрофонную, характерную особенность. Когда к диэлектрическому материалу применяются внешние напряжения, молекулы титаната начинают колебаться назад и вперед. Электрические сигналы могут механически деформировать диэлектрик. Эта деформация, или движение, создает характерный «жужжащий» шум, который слышат некоторые пользователи при использовании керамических конденсаторов в своих проектах.

Пьезоэлектрический эффект

Пьезоэлектричество, также называемое пьезоэлектрическим эффектом, представляет собой способность материала генерировать напряжение и/или электрический сигнал (шум) при воздействии внешнего механического напряжения или вибрации.

По аналогии с термином «микрофонный», многослойные керамические конденсаторы (MLCC), построенные из сегнетоэлектрических материалов, являются по своей природе пьезоэлектрическими и могут преобразовывать внешнее напряжение, подобно тому, как микрофон преобразует звук, в электрический сигнал.

Пьезоэлектрический эффект многослойных керамических конденсаторов (MLCC)

Электрострикция

Электрострикция – это поведение всех диэлектриков, в которых материал испытывает механическую деформацию, или изменение формы, под воздействием электрического поля. Керамические диэлектрики классов II и III производятся с использованием сегнетоэлектрических материалов, которые проявляют большее влияние электрострикционного движения. Вы знаете эти керамические конденсаторы как типы X7R, X5R, Z5V и Y5V.

Когда происходит механическая деформация, результатом может быть звуковое излучение, такое как слышимый гул (т.е. «пение»).

Несколько конденсаторов, установленных на плате близко друг к другу, могут усиливать звук до такой степени, что он станет заметным.

Эффект электрострикции – «поющий» конденсатор

Заключение

Емкость на этикетке, возможно, не является той емкостью, которую вы в итоге получите. Характеристики, обсуждаемые в данной статье, могут изменить величину емкости, которая будет иметь место во время работы или срока службы вашей системы.

Конечно, этот пост не является полным описанием различий между керамическими диэлектриками. Существуют и другие тонкие различия, которые необходимо учитывать при использовании керамических конденсаторов. Но эта информация должна стать хорошей отправной точкой при выборе подходящего керамического конденсатора (MLCC).

Оригинал статьи:

Теги

MLCC (многослойный керамический конденсатор)TCC / ТКЕ (температурный коэффициент емкости)Керамический конденсаторКлассы керамических конденсаторовКодовое обозначениеКонденсаторКонденсатор C0G / NP0Конденсатор X7RКонденсатор Y5VПоющий конденсаторПьезоэлектрический эффектСрок службы компонентовШумЭлектрострикция

Сохранить или поделиться

Конденсаторы температурный коэффициент — Справочник химика 21

    Тиконд — конденсаторная керамика, используемая для получения конденсаторов с отрицательным температурным коэффициентом емкости. [c.32]

    При оборотной системе водоснабжения холодильной установки обычно применяют горизонтальные кожухотрубные конденсаторы. Ориентировочно коэффициент теплопередачи для аммиачных аппаратов такого типа К = 800 Вт/(м — К) [5, 17]. Средний температурный напор в конденсаторах [c.177]

    Для повышения стабильности частоты основной генератор должен иметь кварцевый резонатор и должен быть термостатирован вместе с измерительным генератором, чтобы колебания температуры не превышали 0,5 град. Конденсатор переменной емкости измерительного генератора для повышения точности измерений должен обладать малым температурным коэффициентом (не более 10-10 1/град) и высокой стабильностью. [c.212]     Для компенсации фазового сдвига, вызванного температурной вариацией индуктивности Ь, конденсатор С, составляющий основную часть емкости Си выбирается с температурным коэффициентом, обратным знаку температурного коэффициента I. [c.156]

    II, III. Температурный коэффициент и температурная стабильность емкости конденсаторов соответствуют данным, указанным в табл. 9.8. [c.352]

    Емкость конденсатора может изменяться в зависимости от температурных условий его работы. Отклонение в этих случаях определяется свойствами диэлектрика. В меньшей степени на изменение емкости влияет температурное увеличение площади обкладок. Однако при конструировании высокоточных цепей управления оборудованием это должно учитываться. Зависимость емкости конденсатора от температуры характеризуется температурным коэффициентом емкости (ТКЕ). [c.20]

    Наиболее просто такая компенсация выполняется путем подключения к датчику конденсатора с температурным коэффициентом, равным температурному коэффициенту исследуемого материала, но с обратным знаком. Кроме того, температурная компенсация может быть осуществлена путем подбора размеров и материалов датчика с соответствующими температурными коэффициентами с таким расчетом, чтобы изменение размеров конденсатора от температуры вызывало изменение его емкости. [c.107]

    В этой формуле зависимость между Р п выражена через коэффициент С], который при обычных для конденсаторов температурных условиях меняется в узких пределах. [c.97]

    Температурный коэффициент емкости пленочных конденсаторов из неполярных пленок увеличен по сравнению со слюдяными конденсаторами и имеет отрицательное значение. Конденсаторы из неполярных пленок имеют высокие значения постоянной времени (т > 10 ол-ф). Особым преимуществом конденсаторов с диэлектриком из неполярных пле- [c.346]

    Температурный коэффициент и температурная стабильность емкости конденсаторов СГМ [c.353]

    Конденсаторы КСГ (ГОСТ 6116—52) выпускают четырех классов точности О, I, II, III. Температурный коэффициент и температурная стабильность емкости конденсаторов соответствуют данным, указанным в табл. 9.11. [c.354]

    Катушки индуктивности обладают положительным температурным коэффициентом индуктивности (ТКИ). При повышении температуры окружающей среды индуктивность катушки будет возрастать, что приведет к уменьшению частоты контура. Если в такой контур включить конденсатор с отрицательным ТКЕ, то вследствие уменьшения его емкости при повышении температуры частота контура увеличится и при соответствующем подборе может быть достигнута полная компенсация изменения индуктивности.—Яриж. ред. [c.27]

    Температурные коэффициенты и температурная стабильность емкости конденсаторов КСГ [c.355]

    Группа Температурный коэффициент емкости ТКЕ-106 Отличительный цвет окраски конденсатора [c.19]

    По ТКЕ (температурный коэффициент емкости) конденсаторы КСО делятся на четыре группы  [c.22]

    В зависимости от состава керамики конденсаторы имеют положительный или отрицательный температурный коэффициент емкости по знаку и величине этого параметра конденсаторы разделяют на шесть групп (табл. 1.5). [c.17]

    Неполярными и более стабильными являются оксидные конденсаторы, в которых роль диэлектрика играет тонкий слой окисла на поверхности полупроводника. В качестве обкладки служит слой металла, осажденного в вакууме. Конденсаторы оксидного типа характеризуются температурным коэффициентом ТКЕ = 100-10″ град и высокой стабильностью во времени. Величина емкости не превышает 0,1 нф/мм . [c.187]

    В разделе 1 было показано, что кристаллообразование зависит от условий конденсации-сублимации. При медленном охлаждении скорость роста кристаллов опережает рост центров кристаллообразования, что более благоприятно для процесса улавливания и уменьшения уноса. Мягкие условия охлаждения ПГС могут быть обеспечены, во-первых, оптимальным температурным режимом в конденсаторах системы улавливания и, во-вторых, использованием для этих целей соответствующего теплоносителя. В качестве теплоносителя для создания мягких условий охлаждения рекомендуется воздух, так как теплообмен между газами обеспечивается при низких коэффициентах теплопередачи. [c.112]

    Экспериментальные исследования процессов конденсации пара в смешивающих конденсаторах показывают высокую интенсивность теплоотдачи, превосходящую по величине коэффициента теплоотдачи а капельную конденсацию на твердой поверхности теплообменника. Так, например, при смешивании пара (температурой 100— 250° С) и воды (температурой 15—40° С) в многоструйном конденсаторе средний коэффициент теплоотдачи а , отнесенный к поверхности струи и температурному напору в камере смешения, достигает 100 квт/ м -°С) и более [27]. [c.78]

    Применяют для покрытия керамических конденсаторов с целью электрической изоляции проводящей поверхности и защиты ее от действия влаги п механических повреждений. Эмаль обладает малым температурным коэффициентом емкости. Наносят в два слоя окунанием. [c.425]

    Было установлено , что поликарбонатная пленка при использовании в качестве диэлектрика в конденсаторах имеет ряд преимуществ по сравнению с другими изоляционными пленками благодаря большому электрическому сопротивлению, малым диэлектрическим потерям, чрезвычайно низкому температурному коэффициенту емкости при температуре выше комнатной и минимальному изменению сопротивления изоляции и емкостного сопротивления под действием влаги. В тех областях, где от изделия требуется высокая механическая прочность в сочетании с хорошими диэлектрическими свойствами, применяют вытянутую в одном нанравлении, кристаллическую изоляционную пленку, производство которой освоено в последнее время.  [c.213]

    В качестве испытательного образца может быть использован конденсатор, причем пластины его служат электродами. Конденсатор герметизируется.. Может быть определено влияние температуры и ускоренного старения на свойства, и, наконец, если используются материалы, имеющие различные температурные коэффициенты расширения, конденсатор может быть использован в качестве образца для определения теплового удара [Л. 4-22]. [c.69]

    Температурный коэффициент емкости (ТКК) конденсаторов при температурах от—60 до+20°С составлял (0,7-=-2,5)-КГ4 град 1, а при 20—125° С равнялся (4,6-=-6,0)-10 4 град 1. После термообработки конденсаторов при 140° С в течение 4—5 час., предпринятой для стабилизации параметров, емкость за 1000 час. старения изменилась на 1,0—1,5%. [c.447]

    Относительный температурный коэффициент линейного расширения антегмита также изменяется при повышении температуры от 20 до 160—170°С а возрастает в 3—4 раза. Это следует учитывать при конструировании теплообменников из антегмитовых труб (установка конденсаторов, свободно плавающих решеток). На основании практических данных установлено, что кожухотрубчатые теплообменники из антегмитовых труб, заделанных в трубные решетки, работают удовлетворительно при нагреве стенок до 130° С. При более высоких температурах в местах заделки труб появляются трещины и замазка разрушается. [c.434]

    Пленки из полистирола используются в производстве точных стабильных высокочастотных конденсаторов с высоким сопротивлением изоляции, малым тангенсом угла диэлектрических потерь в широком интервале частот и относительно небольшим температурным коэффициентом емкости (ТКЕ г 150- 10 на 1 градус) [363]. [c.118]

    Вакуумная технология находит применение не только в производстве конденсаторов и кабелей с БПИ. Одним из типов электрических конденсаторов является вакуумный конденсатор, имеющий меньшие диэлектрические потери, чем газовый, малый температурный коэффициент емкости, большую устойчивость к вибрациям по сравнению с газонаполненным [13]. Значение пробивного напряжения вакуумного конденсатора не зависит от атмосферного давления, поэтому он широко используется в авиационной технике. [c.39]

    При детальном моделировании ТТО разделения к разделяемому потоку, если это необходимо, добавляется разделяющий агент. Если агрегатное состояние разделяемого потока не соответствует типу ТТО, моделируется полный конденсатор или разделитель фаз. При необходимости моделируется использование хладагентов и теплоносителей с соответствующими температурными уровнями, а также вакуума или повышенного давления. В качестве экономического критерия используется сумма эксплуатационных и капитальных затрат с весовыми коэффициентами. Фактические затраты для данного типа ТТО разделения включают затраты на последующее. выделение разделяющего агента, яа из.ме-нение агрегатного состояния сырья и на перекачку или сжатие потока. Детальное моделирование в процессе синтеза осуществляется с использованием модулей, т. е. упрощенных моделей, без расчета от ступени к ступени . После определения фактических затрат на разделение производится коррекция стоимостных коэффициентов [c.293]

    Ниже приведены практические коэффициенты теплопередачи k и удельные тепловые нагрузки q (при температурном напоре вер. = 5 С) для конденсаторов различных типов  [c.540]

    Чтобы охарактеризовать зависимость электрической емкости конденсатора от температуры, пользуются температурным коэффициентом емкости (ТКЕ), который определяет относительное изменение емкости при изменении температуры на один градус Цельсия. ТКЕ для некоторых неорганических диэлектриков составляет для кварца плавленого С5-1 — 0,055-10 °С , для сапфирита — 1,34 10 °С , рутила -минус 8 10 °С .  [c.587]

    Стекло со смесью празеодима и неодима (дидимовое стекло) применяется для защитных очков стеклодувов и сварщиков. Стекло с празеодимом предохраняет от ультрафиолетовых лучей. Окись празеодима используется в керамическом производстве для изготовления конденсаторов с заданным температурным коэффициентом емкости [469]. [c.788]

    Термоконд — конденсаторная керамика на основе двуокиси титана, обладает малым температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости, что позволяет его использовать при изготовлении высокостабильных конденсаторов (контурных). [c.32]

    В приближенных расчетах теплообменников, холодильников, конденсаторов Холодильииков коэффициент теплопередачи можно брать по практическим данным в зависимости от температурного режима работы аппарата и потоков продукта, поступающих в аппарат. Значения коэффициента теплопередачи даны в Приложениях 42, 43. В Приложениях 43, 44 дана характеристика теплообменных аппаратов. [c.70]

    Термостойкое кварцевое стекло на 99,Н% состоит из двуокиси кремния, обладает исключительно малым температурным коэффициентом расширения 5 гpaд ), высокой нагревостойкостью (до 1000° С), высокими электрическими свойствами (е = 3,7—4,2 tg б = 1- -2х X 10 р = 10 ом-см), высокой механической прочностью. Такое стекло часто используется как высокочастотный, высоконагревостойкий диэлектрик, для изоляторов в воздушных и вакуумных конденсаторах, для различных установочных деталей, хотя технология изготовления изделий из этого стекла весьма тяжела вследствие высокой температуры плавления. Существует целый ряд разновид-222 [c.222]

    Конденсаторы из обычного стекла нашли применение только в отдельных специальных случаях техники. Известно, что разработаны способы получения очень тонких стеклянных пленок, которые используют в производстве конденсаторов. Секции стеклянных конденсаторов набирают из чередующихся слоев стеклянной ленты в виде тонкой пленки толщиной 12,7—25 мк и алюминиевой фольги и спекают в монолитный блок. Диэлектрическая проницаемость стекла выще, чем у слюды, поэтому объем стеклопленочных конденсаторов меньше объема слюдяных той же емкости. Стеклянные конденсаторы имеют положительный температурный коэффициент порядка 140 10 град- . Так как корпус конденсатора изготовляется из стекла, то подобные конденсаторы имеют высокое значение добротности при малых емкостях. Малая индуктивность выводов, непосредственно присоединенных к обкладкам, дает высокое значение добротности и при больших емкостях. Добротность их не ниже следующих значений  [c.364]

    В отличие от других неталлизованных пленок, полученная пленка по утверждению фирны, не инеет темных краев. Конденсаторы, изготовленные из новой пленки, имеют более низкий температурный коэффициент, чем конденсаторы из других диэлектрических пленок. [c.106]

    Чтобы в процессе настройки не изменять число витков катушки индуктивности, необходимы высокоточные емкости для того, чтобы не выйти за пределы возможностей подстроечника индуктивности. По этой причине не рекомендуется использовать однопроцентные емкости. В рассматриваемом диапазоне частот применяются слюдяные и поли-стироловые, а также керамические и стеклянные конденсаторы с низким температурным коэффициентом, [c.32]

    В простом случае конденсации при постоянных температуре и коэффициентах теплоотдачи, а также прн одноходовой схеме течения теплоносителя используется средний логарифмический температурный напор. Прн последовательном расчете в каждом сечении конденсатора используются локальная разность температур и значения коэффициентов с последующим численным интегрированием. При многоходовом течении потока необходимо использовать локальные коэффициенты и разности температур для каждого хода. Для того чтобы определить температуры в точках поворота потока, необходимы итерационные расчеты, которые могут быть выполнены с помощью ЭВМ. Для конденсации в межтрубном пространстве в предположении, что коэффициенты теплоотдачи постоянны на каждом выбранном прямом участке идоль кожуха, в 127) предложена следующая последовательность расчетов. [c.64]

    Применение средств вычислительной техники значительно облегчает процедуру расчета и выбора теплообменной аппаратуры. В проектных институтах нефтепереработки и нефтехимии применяются программы теплового и гидравлического расчета на ЭВМ конденсатора парогазовой смеси, тер лосифонных кипятильников, теплообменников, в которых осуществляется нагрев или охлаждение продуктов. Исходными данными для расчета служат тепловая нагрузка, температурный режим, теплофизические свойства сред, термические сопротивления загрязнений. Результаты счета — коэффициент теплопередачи, расчетная и рекомендуемая площади поверхности теплообмена, геометрическая характеристика аппаратов и их гидравлическое сопротивление. [c.115]

---

Температурные характеристики электростатической емкости

Конденсаторная направляющая

15.10.2012

Приветствую всех.
В этой технической колонке описаны основные сведения о конденсаторах.
В этом уроке описываются температурные характеристики электростатической емкости.

Температурные характеристики

1. Температурные характеристики конденсаторов различных типов

Электростатическая емкость конденсаторов обычно изменяется в зависимости от рабочей температуры.Говорят, что конденсаторы обладают хорошими температурными характеристиками, когда эта ширина отклонения мала, или плохими температурными характеристиками, когда ширина отклонения велика. При использовании конденсаторов в местах с высокими рабочими температурами, например в машинных отделениях автомобилей, или в электронном оборудовании, используемом в холодных регионах, таких как Антарктика, при проектировании необходимо учитывать условия рабочей среды.

На рис. 1 показаны зависимости скорости изменения емкости от температуры для различных типов конденсаторов с типичными температурными характеристиками.

Проводящие полимерные алюминиевые электролитические конденсаторы (Polymer Al), пленочные конденсаторы (Film) и многослойные керамические конденсаторы с температурной компенсацией (MLCC ) показаны в качестве примеров конденсаторов с хорошими температурными характеристиками. Напротив, токопроводящие полимерные танталовые электролитические конденсаторы (Polymer Ta) и многослойные керамические конденсаторы с высокой диэлектрической постоянной (MLCC ) демонстрируют большие изменения емкости при высоких температурах.

Рисунок 1.Скорость изменения емкости vs. температурные характеристики различных типов конденсаторов (Пример)

2. Температурные характеристики многослойных керамических конденсаторов

Многослойные керамические конденсаторы в общих чертах делятся на два типа, и температурные характеристики различаются в зависимости от типа.
(1) Один из типов — это многослойные керамические конденсаторы с температурной компенсацией, которые в официальных стандартах относятся к классу 1. В этом типе используются диэлектрические материалы, такие как оксид титана или цирконат кальция, и электростатическая емкость изменяется довольно линейно в зависимости от температуры.Наклон по отношению к температуре называется температурным коэффициентом, и это значение выражается в единицах 1/1 000 000 на 1 ° C [ppm / ° C]. Температурный коэффициент определяется уравнением 1 ниже на основе значения емкости C25 при эталонной температуре (это 20 ° C в стандартах IEC и JIS и 25 ° C в стандарте EIA, но 25 ° C используется в качестве эталона). здесь) и значение емкости CT при температуре верхнего предела категории (максимальная рабочая температура: максимальная расчетная температура окружающей среды, при которой конденсатор может использоваться непрерывно).

—

Стандарт EIA определяет различные температурные коэффициенты электростатической емкости в диапазоне от 0 ppm / ° C до -750 ppm / ° C. На рисунке 2 ниже показаны температурные характеристики типичных материалов, а в таблице 1 приведены выдержки из применяемых стандартов JIS и EIA.

Рис. 2. Зависимость скорости изменения емкости от температурных характеристик керамические конденсаторы термокомпенсирующего типа (пример) Таблица 1. Значения температурного коэффициента и допуск термокомпенсирующего типа многослойные керамические конденсаторы и соответствующие коды

Многослойные керамические конденсаторы термокомпенсирующего типа имеют небольшой температурный коэффициент электростатической емкости (макс.± 30 ppm / ° C (стандартная 25 ° C)) в диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C; иными словами, это продукты с характеристиками C0G с небольшой шириной температурного отклонения. Однако в многослойных керамических конденсаторах термокомпенсирующего типа используются диэлектрические материалы с небольшой диэлектрической проницаемостью, поэтому существует также недостаток, заключающийся в том, что изделия с большой емкостью не могут быть реализованы.

(2) Другой тип — это многослойные керамические конденсаторы с высокой диэлектрической проницаемостью, которые в официальных стандартах относятся к классу 2.В этом типе в качестве диэлектрического материала используется титанат бария, а значение емкости нерегулярно изменяется в зависимости от температуры. По этой причине стандартные значения характеристик электростатической емкости в зависимости от температуры задаются максимальными и минимальными значениями скорости изменения емкости в пределах применяемого диапазона температур относительно значения емкости C25 при эталонной температуре (25 ° C используется в качестве ссылка здесь). (См. Уравнение 2.)

В таблице 2 приведены выдержки из применяемых стандартных значений JIS и EIA.Существует несколько типов стандартов, от одного, который ограничивает скорость изменения емкости в пределах температурного диапазона категории в пределах ± 15% (характеристики X5R), до стандарта, допускающего скорость изменения емкости в диапазоне от + 22% до -82% (характеристики Y5V). продукты). В последнее время продукты с характеристиками X5R с уровнем скорости изменения емкости ± 15% учитывают все больший процент используемых конденсаторов, что говорит о том, что разработчики схем обращают внимание на выбор конденсаторов.

Таблица 2. Стандарты температурных характеристик с высокой диэлектрической проницаемостью многослойные керамические конденсаторы и соответствующие коды

В следующем уроке будут описаны вольт-амперные характеристики электростатической емкости.
Увидимся!

Ответственное лицо ： Закипедия, Подразделение компонентов, Murata Manufacturing Co., Ltd.

Сопутствующие товары

Конденсатор

Керамический конденсатор

Статьи по теме

15.10.2012

Будьте в курсе!

Получайте электронные письма от Мураты с последними обновлениями на этом сайте.
Информационный бюллетень Murata (электронный информационный бюллетень) запуск

mail_outline

Емкость керамических конденсаторов изменяется в зависимости от температуры? / Каковы емкостные температурные характеристики конденсаторов? ｜ Q&A Corner

Емкость керамических конденсаторов изменяется в зависимости от температуры?

Каковы емкостные температурные характеристики конденсаторов?

Емкость керамических конденсаторов изменяется в зависимости от температуры окружающей среды.Это изменение называется емкостными температурными характеристиками.
Это вызвано материалом, используемым в керамических конденсаторах, и обычно встречается на керамических конденсаторах. других компаний.

На следующем рисунке показан коэффициент изменения емкости нашего продукта LMK212BJ105KD-T в зависимости от температуры.

Что касается температурных характеристик керамических конденсаторов, то широко используются два стандарта.Один из них — это Японские промышленные стандарты (JIS), а другой — стандарт Electronic Industries Alliance (EIA). Производители керамических конденсаторов, включая нашу компанию, предоставляют символ температурных характеристик как JIS, так и / или EIA для каждого продукта. Из этой информации вы можете узнать операционную температурный диапазон и коэффициент емкости в пределах диапазон рабочих температур или коэффициент изменения емкости для каждого продукта.В следующей таблице показан типичный список символов температурных характеристик JIS и EIA. и список также показывает соответствующий диапазон рабочих температур, температурный коэффициент и коэффициент изменения емкости.

CLASS1 (Тип с температурной компенсацией)

Символ		Диапазон рабочих температур [℃]	Температурный коэффициент [ppm / ℃]
JIS	EIA
КГ	C0G	-55 до +125	0 ± 30
CH	C0H		0 ± 60
CJ	C0J		0 ± 120
СК	C0K		0 ± 250
UJ	U2J		-750 ± 120
Великобритания	U2K		-750 ± 250
SL	–		-1000 до +350

CLASS2 (Тип с высокой диэлектрической проницаемостью)

Символ		Диапазон рабочих температур [℃]	Коэффициент изменения емкости [%]
JIS	EIA
B	–	-25 до +85	± 10
–	X5R	-55 до +85	± 15
–	X6S	-55 до +105	± 22
–	X7R	-55 до +125	± 15
–	X7S	-55 до +125	± 22
–	X7T	-55 до +125	-22 / + 33
F	–	-25 до +85	+ 30 / -80
–	Y5V	-30 до +85	+ 22 / -82

* Эталонная температура составляет 20 ℃ в JIS и 25 ℃ в EIA.

Температурный коэффициент и коэффициент изменения емкости можно рассчитать по формуле емкость C _T при рабочей температуре T и емкость C _T0 при эталонной температуре T0 используя следующие формулы. Эти значения должны находиться в пределах диапазона, указанного в приведенной выше таблице.

Пожалуйста, обратитесь к TY-COMPAS по каждому продукту. где вы можете искать спецификации и характеристики нашей продукции.

Вот чем отличаются диэлектрики MLCC

Класс III: Z5U и Y5V

Существует третий класс диэлектриков MLCC. Этот тип известен двумя вещами: очень высокой емкостью и температурной нестабильностью. Хотя они по-прежнему изготовлены из титаната бария, как и X7R и X5R, они намного менее стабильны, чем класс II. Например, Z5U может варьироваться до -56% в относительно узком диапазоне от 10 ° C до 85 ° C. Но как они могут быть такими разными, если сделаны из одних и тех же материалов? Что ж, именно здесь разные производители применяют свой опыт в области материаловедения.К материалу титаната бария добавляют определенные легирующие добавки, чтобы сгладить кривую относительной диэлектрической проницаемости в зависимости от температуры, так что она становится более стабильной при изменении температуры.

С помощью нашего инструмента моделирования K-SIM вы можете изучить, как температура влияет на конденсаторы. В следующем примере мы сравниваем U2J, X7R и Z5U с аналогичными значениями емкости.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть этот проект K-SIM 3.0.

Керамический конденсатор с физикой

Температурные коэффициенты и допуск в диапазоне температур — это прекрасно, но полное объяснение следующих эффектов требует небольшого погружения в физику и даже химию самого диэлектрического материала.Присоединяйтесь, это станет интересным.

Все дело в диполях

Большая часть магии конденсатора заключается в самом диэлектрическом материале. Некоторые люди описывают диэлектрик как изолятор, который предотвращает короткое замыкание двух электродов. Это правда, но диэлектрики — это нечто большее. Одним словом, диполи. Быстрый поиск в Википедии покажет, что диэлектрик — это «электрический изолятор, который можно поляризовать» с приложением внешнего электрического поля.Кусок резины — отличный изолятор, но ужасный диэлектрик. Вы не можете поляризовать резину (очень эффективно). Именно наличие этих диполей в диэлектрическом материале обеспечивает эффективный конденсатор. KEMET использует два основных типа материалов для керамических диэлектриков. Готовы ли вы к некоторым фразам, которые вернут вас на урок химии? Во-первых, это титанат бария (BaTiO3), который используется для наших диэлектриков класса II / III. Это, в частности, наши X5R и X7R. Далее идет цирконат кальция, который мы используем в диэлектриках класса I.Это были бы C0G и U2J. Здесь все становится действительно интересным: цирконат кальция является параэлектриком, а титанат бария — сегнетоэлектриком. Эти свойства имеют некоторое сходство с концепциями парамагнетизма и ферромагнетизма, которые вводятся на ранних уроках физики.

В сегнетоэлектрических материалах диполи присутствуют постоянно и выравниваются с помощью электрического поля. В параэлектрических материалах диполи появляются самопроизвольно выровненными при приложении внешнего электрического поля.Диполи, создаваемые диэлектриками класса II, являются результатом материалов и структуры самого титаната бария.

После обжига и спекания микрокристаллическая структура титаната бария представляет собой гранецентрально-кубическую (ГЦК) структуру с атомом титана в середине решетки. По мере того как материал сжимается в размерах, атом титана смещается со своего положения в центре куба и создает разницу в плотности заряда по всей структуре. Это источник диполя в MLCC класса II.Весь керамический материал не поляризуется в одном и том же направлении равномерно, поскольку керамический материал выравнивается, границы зерен образуются из-за дефектов и различий в размерах частиц. Это формирует домены с общим направлением поляризации. Именно эти домены обычно выстраиваются в электрическом поле и вносят вклад в емкость. Это все из-за того смещенного атома титана, который находится в диэлектриках класса II.

Проектирование и разработка керамических конденсаторов класса II

Эффекты, вызванные сегнетоэлектрической природой диэлектриков класса II, сказываются на технике и схемах, в которых используются конденсаторы класса II.Так называемый эффект смещения постоянного тока, микрофонность и старение — все это происходит из-за диполей, создаваемых смещением атома титана в титанате бария.

Изменение емкости в зависимости от приложенного напряжения

Термины «смещение постоянного тока» и «коэффициент напряжения» относятся к потере емкости при подаче напряжения. Этот эффект возникает в сегнетоэлектрических материалах, таких как титанат бария, используемый в большинстве конденсаторов X5R и X7R. В зависимости от состава диэлектрика эти конденсаторы могут терять более 70% своей номинальной емкости под действием приложенного напряжения! Один из способов добиться меньших размеров кристалла при сохранении того же уровня емкости — уменьшить толщину диэлектрика.Это конструктивное различие приводит к более высокому напряжению, что приводит к большим потерям емкости.

K-SIM

KEMET позволяет моделировать напряжение керамического конденсатора с приложенным постоянным напряжением. Он также может отображать ожидаемое изменение емкости в зависимости от приложенного напряжения. Он доступен на ksim.kemet.com. Диэлектрики класса I не проявляют смещения постоянного тока, особенно те, которые созданы с цирконатом кальция.

На приведенном выше графике K-SIM показано сравнение эффекта смещения постоянного тока между конденсаторами класса II и класса I.

Щелкните здесь, чтобы увидеть проект K-SIM 3.0.

Керамический конденсатор старения

Старение — еще одна характеристика сегнетоэлектриков или диэлектриков классов II и III. При изготовлении керамического конденсатора диэлектрик подвергается воздействию температур более 1000 ° C. Для устройств с титанатом бария температура Кюри может находиться в диапазоне от 130 ° C до 150 ° C, в зависимости от конкретной рецептуры. Под воздействием температуры Кюри кристаллическая структура становится тетрагональной.После охлаждения кристаллическая структура керамики меняется на кубическую. По мере изменения этой структуры изменяется и диэлектрическая проницаемость материала.

Со временем емкость будет продолжать уменьшаться. Этот цикл старения можно сбросить, «переустановив» материал, подвергнув его воздействию температуры Кюри, что обычно происходит во время оплавления. Как правило, вы можете найти скорость старения в каталоге для определенного типа деталей. Ниже приведен пример скорости старения:

K-SIM 3.0 также включает калькулятор старения керамических конденсаторов.

Например, свежеобжигаемый конденсатор X5R емкостью 22 мкФ будет иметь емкость 16,8 мкФ через 5000 часов или примерно полгода.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть проект K-SIM 3.0.

Микрофоника

Наконец, кристаллическая структура титаната бария придает керамике ее пьезоэлектрические или микрофонные характеристики. Когда к диэлектрическому материалу прикладываются внешние напряжения, молекула титана колеблется взад и вперед. Электрические сигналы могут механически деформировать диэлектрик.Это искажение или движение создает характерный «жужжащий» шум, который испытывают некоторые клиенты при использовании керамических конденсаторов в своей конструкции. Это механическое искажение может резонировать с самой печатной платой, вызывая звук в слышимом диапазоне.

Несмотря на простоту на первый взгляд, в физике и науке керамических конденсаторов многое происходит. Такие инструменты, как K-SIM 3.0, призваны облегчить выбор этих компонентов, позволяя моделировать эти эффекты при определенных условиях схемы.

X7R, X5R, C0G…: Краткое руководство по типам керамических конденсаторов

В этом техническом обзоре делается попытка рассеять туман, окружающий трехсимвольные криптограммы, используемые для описания керамических колпачков.

Инженер-электрик 1: «Конечно, я бы никогда не стал использовать конденсатор Y5V в подобном приложении».

Инженер-электрик 2: «Я тоже. Это было бы глупо!»

Инженер-механик: «Почему?»

Тишина.

Если вы думаете, что рискуете оказаться в разговоре, подобном приведенному выше, я надеюсь, что эта статья вам поможет. Практически каждый, кто проектировал печатную плату, знаком с трехсимвольными кодами, сопровождающими описание конденсатора, и я думаю, что большинство инженеров имеют общее представление о том, какие типы следует использовать — или, по крайней мере, какие типы должны быть , а не . использовано — в данной цепи.

Но что на самом деле означают эти коды? Почему в заметках приложений почти всегда рекомендуют X7R или X5R? Почему Y5V вообще существует? Если вы ищете Digi-Key по запросу 0.Керамический колпачок 0805 1 мкФ, почему более 400 результатов для X7R и ноль для C0G (он же NP0)?

Код

Трехзначный код в буквенно-цифровом формате используется для конденсаторов с диэлектриками класса 2 и класса 3. C0G является диэлектриком класса 1, поэтому в него не входит (подробнее об этом позже). X5R и X7R относятся к классу 2, а Y5V — к классу 3.

• Первый символ указывает самую низкую температуру, которую может выдержать конденсатор. Буква X (как в X7R, X5R) соответствует –55 ° C.
• Второй символ указывает максимальную температуру. Теоретический диапазон составляет от 45 ° C до 200 ° C; 5 (как в X5R) соответствует 85 ° C, а 7 (как в X7R) соответствует 125 ° C.
• Третий символ указывает максимальное изменение емкости в диапазоне температур детали. Спецификация для конденсаторов -R (таких как X5R и X7R) составляет ± 15%. Емкость деталей с кодом, оканчивающимся на V, может уменьшиться на 82%! Вероятно, это объясняет, почему конденсаторы Y5V не так популярны.

Следующий рисунок дает хорошее визуальное представление о том, насколько нестабильны Y5V и Z5U по сравнению с X5R и X7R.

Предоставлено Kemet.

Эта диаграмма также помогает нам ответить на вопрос «почему Y5V вообще существует?» Потому что он подходит для устройств, которые всегда работают при комнатной температуре или близкой к ней.

Колпачки 1 класса

Как вы, возможно, заметили на диаграмме, C0G чрезвычайно стабилен (обратите внимание, что C0G и NP0 имеют ноль, а не прописную букву «O»).C0G — это диэлектрик класса 1 и суперзвезда универсальных конденсаторов: на емкость существенно не влияют температура, приложенное напряжение или старение.

Однако у него есть один недостаток, который стал особенно актуальным в наш век безжалостной миниатюризации: он неэффективен в отношении объема. Например, если вы зайдете на Digi-Key и выполните поиск конденсатора C0G 0,1 мкФ, наименьшей имеющейся на складе деталью будет 1206. Напротив, вы можете найти конденсатор X7R 0,1 мкФ в корпусе 0306 и с номинальным напряжением. (10 В) достаточно для 3.Схема 3 В или даже 5 В.

Пакет 0306. Они действительно могут соответствовать развязывающей крышке X7R в этом крошечном форм-факторе. Изображение любезно предоставлено компанией Digi-Key.

Шумные конденсаторы

Если вы разрабатываете аудиоустройства или просто предпочитаете бесшумные печатные платы, у вас есть еще одна причина выбрать C0G вместо X7R или X5R: колпачки класса 2 демонстрируют пьезоэлектрические свойства, которые могут заставить их работать как оба микрофона (что преобразует звук в электрический шум. ) и зуммеры (которые преобразуют сигналы переменного тока в слышимый шум).Конденсаторы класса 1 не имеют этой проблемы.

Схема «поющих конденсаторов» из этого документа TDK.

---

Я уверен, что вы можете найти гораздо больше информации о типах конденсаторов и диэлектриках от таких производителей, как Kemet, AVX и TDK. Если вы хотите увидеть всю таблицу трехзначных кодов, щелкните здесь.

Влияние температуры конденсатора

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу о конденсаторах

Щелкните здесь, чтобы перейти к Это конденсатор, глупо! стр.

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу нагрева и температуры

Новинка января 2019. Здесь мы рассмотрим изменения характеристик конденсатора в зависимости от температуры.

Вот сопутствующая страница о вариациях конденсаторов в зависимости от напряжения. Не задерживайте дыхание на странице о старении конденсаторов, но это тоже вполне реально!

Вот отличная статья, опубликованная Presidio в Microwave Journal, которая включает информацию о различных диэлектриках. Она также знакомит с идеей скрытых однослойных колпачков, которые могут решить ряд конструктивных проблем. (BSLC). Поверьте, это стоит прочитать, в частности, ознакомьтесь с Таблицей 1.

http://www.microwavejournal.com/articles/3395-technology-and-innovation-in-single-layer-capacitors

Наша цель — обобщить на этой странице то, что нужно знать большинству инженеров по СВЧ. Сообщите нам, в чем мы ошибаемся. Пока что обсуждение ниже относится к керамическим многослойным керамическим крышкам (MLCC), которые обычно демонстрируют наиболее проблемные колебания температуры. Классы конденсаторов более подробно обсуждаются в Википедии. Стандартные классы конденсаторов — хорошая идея, чтобы помочь инженерам выбирать продукты, но единой всемирной системы не существует.Скорее всемирная неразбериха!

Примечание: обсуждение температурных эффектов обычно приводит к обсуждению температурных коэффициентов … которые представляют собой наклон явления в зависимости от температуры. В реальном мире наклон меняется в зависимости от температуры, поэтому вы не можете просто использовать один коэффициент, если хотите точные прогнозы. Колпачки класса 1 характеризуются температурным коэффициентом, так как они спроектированы так, чтобы иметь линейный температурный режим. Колпачки класса 2 различаются повсюду, поэтому диапазон изменения указывается в диапазоне температур.

Распространенное заблуждение состоит в том, что конденсаторы «X7R» и «NPO» относятся к материалам, например «GaN» относится к нитриду галлия. Буквенные коды относятся к диэлектрическим характеристикам. Фактические диэлектрические материалы имеют длинные названия, например оксиды титаната бария. Инженерам в области СВЧ обычно не нужно вдаваться в подробности.

Немного истории стандартов электроники …

Прежде чем мы углубимся в это обсуждение, вам понадобится немного истории организаций по стандартизации. Эти организации создаются совместными усилиями производителей.Прадедушкой всех ассоциаций стандартов электроники был Associated Radio Manufacturers, образованный в 1924 году, когда радио быстро расширялось. К 1952 году она превратилась в Ассоциацию производителей радио и телевидения (RETMA). Возможно, вы знакомы со значениями «RETMA» для компонентов, см. Наше обсуждение на этой странице Microwaves101. RETMA стала Ассоциацией электронной промышленности (EIA) в 1957 году. В 1997 году EIA стала Союзом электронной промышленности. EIA прекратила свое участие в 2007 году, но JEDEC развернулась и продолжает выполнять некоторые задачи.Ассоциации стандартов требуют деньги для работы, поэтому они продают стандарты в Интернете, а также взимают минимум 6400 долларов, чтобы стать членом. В прошлый раз мы проверили спецификацию конденсатора EIA-198, которая регулирует информацию на этой странице, продается за 83 доллара на веб-сайте IHC Markit. Вы также можете купить его на веб-сайте ECIA Ассоциации производителей электронных компонентов. Может быть, когда-нибудь мы его купим, но он кажется немного крутым для документа, который, вероятно, был написан 50 лет назад. Может быть, у кого-то, читающего это, есть копия, и он может взвесить, как это изменило их жизнь? Между тем, информация из EIA-198 просочилась за эти годы, потому что как вы собираетесь применять стандарт, это все большой секрет? Больше информации об организациях по стандартизации электроники здесь, в Википедии.

Примечание: в Европе существует конкурирующий стандарт Международной электротехнической комиссии (МЭК). Очевидно, много совпадений, но дьявол кроется в деталях. На практике кажется, что европейский стандарт взял верх, просто посетите сайт Digikey. Время идет!

Классы керамических колпачков

Класс 1: Температурная стабильность (доступны линейные изменения для схем с температурной компенсацией), но ограниченная плотность емкости (диэлектрическая проницаемость до ~ 40)

Класс 2: более высокие колебания температуры (очень нелинейные), гораздо более высокая емкость (количество диэлектриков в тысячах)

Класс 3: Так называемые конденсаторы с барьерным слоем.Самая высокая плотность емкости, но туда не ходите: это практически заброшенная технология. Диэлектрики Z5U и Y5V часто возникают в контексте того, «чего нельзя делать».

Класс 4: Разработан высокоразвитой разновидностью пришельцев на планете Металлуна и используется в Interocitor

.

Как использовать интероцитор ( This Island Earth, 1952)

Серьезно, если вам нравятся научно-фантастические фильмы об их Золотом веке (1950-е годы), вам нужно увидеть этот остров Земля.

Конденсаторы класса 1

В мире СВЧ вы захотите использовать Класс 1 для радиочастотных цепей, таких как согласующие сети, фильтры, ГУН. Крышки первого класса определяются температурными коэффициентами и допусками. Если вы построите график зависимости предельного значения класса 1 от температуры, вы увидите почти прямую линию или, по крайней мере, монотонную линию.

Как применить температурный коэффициент? Кажется глупым, что инженер спрашивает об этом, но мы покажем вам здесь, чтобы нам не приходилось время от времени отвечать на вопросы по электронной почте по этой теме.

C (T) = C0 * (1 + Tempcoefficient * (25-TempC))

Где:

C (T) — значение емкости при температуре

C0 — значение емкости при комнатной температуре (номинальное)

Tempcoefficient — угадайте, что?

TempC — температура в градусах Цельсия

Обратите внимание, что если температурный коэффициент указан в частях на миллион (ppm), вам необходимо разделить его на 1E6.

Ниже приведен стандарт EIA-198 (США), класс 1:

Спецификатор керамики	Температурный коэффициент α 10 −6 / K	Допуск температурного коэффициента (ppm / K)
P100	100	± 30
NP0	0	± 30
N33	−33	± 30
N75	−75	± 30
N150	-150	± 60
N220	-220	± 60
N330	−330	± 60
N470	−470	± 60
N750	−750	± 125
N1000	-1000	± 250
N1500	−1500	± 250

Кольцо декодера европейского стандарта EIA-RS-198 резюмируется как:

Температурный коэффициент α 10 −6 / K	Множитель температурного коэффициента	Допуск температурного коэффициента (ppm / K)
С: 0.0	0: -1	G: ± 30
В: 0,3	1: −10	В: ± 60
л: 0,8	2: −100	Дж: ± 120
А: 0,9	3: -1000	К: ± 250
M: 1.0	4: +1	л: ± 500
П: 1,5	6: +10	M: ± 1000
R: 2.2	7: +100	Н: ± 2500
S: 3,3	8: +1000
Т: 4,7
В: 5,6
U: 7,5

Обратите внимание, что европейский стандарт позволяет отдельно указывать температурный коэффициент и его допуск.

NP0 (стандарт EIA) и C0G (стандарт EIS) имеют номинально нулевые температурные коэффициенты. Обратите внимание, что и NP0, и C0G имеют в названии цифру ноль, а не букву O. Ноль означает нулевое отклонение. Ниже в «Подотресно» в Индонезии показана разница между термостабильным устройством и конденсатором по сравнению с более дешевой альтернативой с использованием мультиметра за 30 долларов и бутановой зажигалки. Блестяще!

Если вы пойдете в Digikey и откроете все варианты температурных коэффициентов MLCC для керамики 1 пФ, вы найдете алфавитный суп:

A
BG
BP
C0G, NP0
C0H
C0K
CH
CL
M
P2H
P90
R2H
S2H
T2H
U2J
U2K
8XR

Из доступных диэлектриков только P90 соответствует коду EIA.Остальные три буквенных кода соответствуют европейским стандартам (EIS). Однобуквенные и двухбуквенные коды — это коды производителей, вам придется покопаться в некоторых таблицах данных, чтобы понять, что они означают, но именно поэтому они платят вам большие деньги. Если вы думали, что выбрать конденсатор легко, вы, вероятно, никогда этого не делали!

Конденсаторы класса 2

Если вы построили график зависимости емкости конденсатора класса 2 от температуры, вы увидите функцию, которая не может быть уложена на прямую линию. Технический термин для этого — «волнистый беспорядок».

Похоже, что спецификация EIA-198 все еще широко используется для крышек класса 2. Идите и посмотрите … В спецификации EIA-198 Class 2 первая буква относится к более низкой температуре:

X = -55 ° C

Y = -30 ° C

Z = +10 ° С

Второй символ, цифра, указывает на верхний предел температуры:

4 = +65 ° C

5 = +85 ° С

6 = +105 ° С

7 = +125 ° С

8 = +150 ° С

9 = +200 ° C

Третий символ, буква, обозначает допуск.

P = ± 10%

R = ± 15%

L = ± 15%, + 15 / -40% выше 125 ° C [10]

S = ± 22%

Т = + 22 / −33%

U = + 22 / −56%

В = + 22 / −82%

Итак, худший результат будет у Z4V.

Реальная история ужасов: однажды кто-то тестировал новый MMIC на перегрев.При комнатной температуре он был стабильным, но при 85 ° C колебался. Проблема оказалась в байпасных конденсаторах Y5V, которые потеряли 82% своей емкости при высокой температуре!

Еще впереди … нам нужно добавить несколько сюжетов!

Часть 8 — Классификация диэлектриков

Добро пожаловать в серию «Основы работы с конденсаторами», где мы расскажем вам обо всех особенностях микросхем конденсаторов — их свойствах, классификации продуктов, стандартах испытаний и сценариях использования — чтобы помочь вам принимать обоснованные решения о подходящие конденсаторы для ваших конкретных приложений.После описания линейных диэлектриков в нашей предыдущей статье давайте обсудим различные типы диэлектриков.

Различные диэлектрические материалы имеют свои особенности и практическое применение. Вообще говоря, существует компромисс, заключающийся в том, что диэлектрики с более высокой диэлектрической проницаемостью K имеют большие потери и меньшую стабильность с точки зрения температуры, напряжения и времени. Диэлектрические составы классифицируются в промышленности по их температурному коэффициенту емкости (T _CC ) или по тому, насколько емкость изменяется с температурой.Классы I и II обычно используются для изготовления конденсаторов с керамическими кристаллами, а класс III — для изготовления дисковых конденсаторов.

Диэлектрики I класса

Диэлектрики класса I состоят из несегнетоэлектрических линейных диэлектриков, которые демонстрируют наиболее стабильные характеристики и имеют диэлектрическую постоянную менее 150. Класс I также включает подгруппу «расширенной» термокомпенсирующей керамики с небольшими добавками сегнетоэлектрических оксидов (таких как CaTiO _{). 3} или SrTiO ₃ ), которые демонстрируют почти линейные и предсказуемые температурные характеристики с диэлектрической проницаемостью до 500.Обе группы обычно используются в схемах, требующих стабильности конденсатора из-за таких характеристик, как:

• Низкое или нулевое старение диэлектрической проницаемости
• Низкие потери, такие, что коэффициент рассеяния (DF) меньше 0,001 или меньше 0,002 для керамики с расширенной температурной компенсацией
• Незначительные или нулевые изменения емкости или диэлектрических потерь при изменении напряжения или частоты
• Прогнозируемое линейное поведение при температуре в пределах заданных допусков

Стандарт 198 ассоциации электронной промышленности (EIA) определяет буквенно-цифровой код для описания температурного коэффициента диэлектриков класса I следующим образом:

Таблица 1.Обозначения EIA для диэлектриков класса I

Наиболее распространенным диэлектриком класса I для конденсаторов микросхем является обозначение C0G (выделено красным текстом в таблице 1), а также известен как NP0 (отрицательный-положительный-ноль) в спецификации вооруженных сил США (MIL) из-за его плоского температурного коэффициента. Допустимое изменение емкости составляет ± 30 ppm / ° C в диапазоне рабочих температур от -55 ° C до 125 ° C.

C0G стабилен по напряжению, имеет незначительное старение и имеет максимальное значение DF, равное 0.15% (что меньше, чем у диэлектриков X7R, описанных ниже). При работе на высоких частотах этот более низкий DF означает, что потери мощности в конденсаторе уменьшаются, и компонент менее подвержен перегреву. Как правило, диэлектрики C0G имеют значения K от 20 до 100 и используются для создания стабильных частей с более низкой емкостью в диапазоне от пикофарада (пФ) до нанофарада (нФ). Обычно они используются для схем фильтрации, балансировки и синхронизации.

Рисунок 1.Температурные коэффициенты линейных диэлектриков

Диэлектрики класса II

Сегнетоэлектрические составы относятся к диэлектрикам класса II. Они обладают гораздо более высокими диэлектрическими постоянными, чем диэлектрики класса I, но обладают менее стабильными свойствами в отношении температуры, напряжения, частоты и времени. Разнообразный спектр свойств сегнетоэлектрической керамики разделен на две подгруппы, определяемые температурными характеристиками:

• «Стабильный Mid-K», класс II диэлектрики имеют максимальный температурный коэффициент ± 15% от эталонного значения 25 ° C в диапазоне температур от -55 ° C до 125 ° C.Эти материалы обычно имеют диэлектрическую проницаемость от 600 до 4000 и соответствуют характеристикам EIA X7R (см. Таблицу 2 ниже).
• Диэлектрики «High K» класса II имеют температурные коэффициенты, превышающие требования X7R. Эти составы с высоким содержанием K имеют диэлектрическую проницаемость от 4000 до 18000, но с очень крутыми температурными коэффициентами (из-за того, что точка Кюри смещена в сторону комнатной температуры для достижения максимальной диэлектрической проницаемости).

Таблица 2.Обозначения EIA для диэлектриков класса II

X7R (выделено красным текстом в таблице 2) является одним из наиболее часто используемых диэлектриков класса II. «X» и «7» определяют нижний и верхний диапазон рабочих температур (т.е. -55 ° C и + 125 ° C соответственно). «R» обозначает стабильность в пределах температуры (т. Е. Допуск ± 15%). DF составляет максимум 2,5%, а скорость старения для X7R составляет от 1% до 2% за декаду времени (что означает, что при старении 1% 2% значения емкости будут потеряны между 10 часами и 1000 часами. ).X7R имеет высокое значение K, около 3000, и используется для значений емкости в диапазоне от нФ до микрофарад (мкФ). Благодаря этим характеристикам X7R обычно используются в приложениях для накопления энергии, сглаживания и фильтрации.

Военная спецификация США для конденсаторов с керамическими микросхемами (MIL-C-55681) также попадает в подгруппу Stable Mid-K и обозначается как «BX». Фактически, характеристика BX аналогична обозначению X7R, если совокупный коэффициент напряжения и температурный коэффициент не превышают + 15% -25% ΔC.На рисунке 2 в качестве примера показаны некоторые типичные кривые температурного коэффициента класса II.

Рисунок 2. Температурные коэффициенты сегнетоэлектрических диэлектриков

Надеюсь, часть 8 дала вам лучшее понимание классификации диэлектриков и того, как их свойства могут повлиять на ваше конкретное применение. В части 9 мы подробно рассмотрим параметры испытания конденсаторов и их электрические свойства. Также ознакомьтесь с нашими конденсаторами Knowles Precision Devices, чтобы ознакомиться с полным ассортиментом нашей продукции.

---

Чтобы узнать больше о конденсаторах, загрузите нашу электронную книгу «Руководство по выбору правильного конденсатора для вашего конкретного применения».

Диэлектрические характеристики — Wright Capacitors, Inc

Wright Capacitors Inc. предлагает широкий выбор диэлектриков для удовлетворения ваших требований, будь то импульсный мощность / детонация, высокая температура, высокое напряжение или высокая частота. Основные электрические характеристики наших основные типы диэлектриков показаны ниже.

Температурные коэффициенты класса I

---

Температурный коэффициент

COG / NPO (Н)

Материал:	COG / НПО
Диапазон рабочих температур:	от -55 ° C до 125 ° C.
Температурный коэффициент:	± 30 частей на миллион / ° C.
Коэффициент рассеяния:	Не более 0,1% при 25 ° C.
Сопротивление изоляции:	при 25 ° C> 100 ГОм или 1000 МОммкФ или в зависимости от того, что меньше. при 125 ° C> 10 ГОм или 100 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше.
Выдерживаемое напряжение диэлектрика:	250% для деталей ≤250 В. 150% на запчасти 250В-1КВ. 120% на запчасти> 1кВ.
Скорость старения:	0% за десятилетие.
Параметры тестирования:	1 кГц, 1,0 ± 0,2 В (среднекв.), 25 ° C. 1 МГц для емкости ≤ 100 пФ.

COG / NPO (N) до 250 ° C

Материал:	COG / NPO до 250 ° C
Диапазон рабочих температур:	от -55 ° C до 250 ° C.
Температурный коэффициент:	± 30 частей на миллион / ° C.
Коэффициент рассеяния:	Не более 0,1% при 25 ° C.
Сопротивление изоляции:	при 25 ° C> 100 ГОм или 1000 МОммкФ или в зависимости от того, что меньше. при 125 ° C> 10 ГОм или 100 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше. при 250 ° C> 1 ГОм или 10 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше.
Выдерживаемое напряжение диэлектрика:	250% для деталей ≤250 В. 150% на запчасти 250В-1КВ. 120% на запчасти> 1кВ.
Скорость старения:	0% за десятилетие.
Параметры тестирования:	1 кГц, 1,0 ± 0,2 В (среднекв.), 25 ° C. 1 МГц для емкости ≤ 100 пФ.

Температурные коэффициенты крышки взрывателя

---

Температурный коэффициент

N2200 (R) Импульсный конденсатор энергии / взрывателя

Материал:	N2200 (R) Импульсный конденсатор энергии / взрывателя
Диапазон рабочих температур:	от -55 ° C до 125 ° C.
Температурный коэффициент:	-2200ppm / ° C типично, допуск по EIA-198
Коэффициент рассеяния:	Не более 0,15% при 25 ° C.
Сопротивление изоляции:	при 25 ° C> 100 ГОм или 1000 МОммкФ или в зависимости от того, что меньше. при 125 ° C> 10 ГОм или 100 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше.
Выдерживаемое напряжение диэлектрика:	250% для деталей ≤250 В. х 150% на запчасти 250В-1КВ. 120% на запчасти> 1кВ.
Скорость старения:	0% за десятилетие.
Параметры тестирования:	1 кГц, 1,0 ± 0,2 В (среднекв.), 25 ° C. 1 МГц для емкости ≤ 100 пФ.

N2200 (R) ВЫСОКАЯ ТЕМП. 200 ° C

Материал:	N2200 (R) ВЫСОКАЯ ТЕМП. 200 ° C
Диапазон рабочих температур:	от -55 ° C до 200 ° C.
Температурный коэффициент:	-2200ppm / ° C типично, допуск по EIA-198
Коэффициент рассеяния:	Не более 0,15% при 25 ° C.
Сопротивление изоляции:	при 25 ° C> 100 ГОм или 1000 МОммкФ или в зависимости от того, что меньше. при 125 ° C> 10 ГОм или 100 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше. при 200 ° C> 1 ГОм или 10 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше.
Выдерживаемое напряжение диэлектрика:	250% для деталей ≤250 В. 150% на запчасти 250В-1КВ. 120% на запчасти> 1кВ.
Скорость старения:	0% за десятилетие.
Параметры тестирования:	1 кГц, 1,0 ± 0,2 В (среднекв.), 25 ° C. 1 МГц для емкости ≤ 100 пФ.

Температурные коэффициенты класса II

---

Температурный коэффициент

X7R (Х)

Материал:	X7R (BR)
Диапазон рабочих температур:	от -55 ° C до 125 ° C.
Температурный коэффициент:	± 15%
Коэффициент рассеяния:	2,5% макс. При 25 ° C.
Сопротивление изоляции:	при 25 ° C> 100 ГОм или 1000 МОммкФ или в зависимости от того, что меньше. при 125 ° C> 10 ГОм или 100 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше.
Выдерживаемое напряжение диэлектрика:	250% для деталей ≤250 В. 150% на запчасти 250В-1КВ. 120% на запчасти> 1кВ.
Скорость старения:	<2% за десятилетие.
Параметры тестирования:	1 кГц, 1,0 ± 0,2 В (среднекв.), 25 ° C. 1 МГц для емкости ≤ 100 пФ.

X7R (Х)

Материал:	X7R (BX)
Температурный коэффициент:	± 15%
Коэффициент напряжения:	-25% Макс.
Диапазон рабочих температур:	от -55 ° C до 125 ° C.
Коэффициент рассеяния:	2,5% макс. При 25 ° C.
Сопротивление изоляции:	при 25 ° C> 100 ГОм или 1000 МОммкФ или в зависимости от того, что меньше. при 125 ° C> 10 ГОм или 100 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше.
Выдерживаемое напряжение диэлектрика:	250% для деталей ≤250 В. 150% на запчасти 250В-1КВ. 120% на запчасти> 1кВ.
Скорость старения:	<2% за десятилетие.
Параметры тестирования:	1 кГц, 1,0 ± 0,2 В (среднекв.), 25 ° C. 1 МГц для емкости ≤ 100 пФ.

High Temp X7R (X) Класс II (200 ° C)

Материал:	Высокотемпературный X7R, класс II (200 ° C)
Диапазон рабочих температур:	от -55 ° C до 200 ° C.
Температурный коэффициент:	+ 15% -45% Макс.
Падение крышки при 200 ° C:	-45% Макс
Коэффициент рассеяния:	2.Не более 5% при 25 ° C.
Сопротивление изоляции:	при 25 ° C> 100 ГОм или 1000 МОммкФ или в зависимости от того, что меньше. при 125 ° C> 10 ГОм или 100 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше. при 200 ° C> 1 ГОм или 10 МОм мкФ, или в зависимости от того, что меньше.
Выдерживаемое напряжение диэлектрика:	250% для деталей ≤250 В. 150% на запчасти 250В-1КВ. 120% на запчасти> 1кВ.
Скорость старения:	<2% за десятилетие.
Параметры тестирования:	1 кГц, 1,0 ± 0,2 В (среднекв.), 25 ° C. 1 МГц для емкости ≤ 100 пФ.

Y5V Температурные коэффициенты

---

Температурный коэффициент

Y5V (Г)

Материал:	Y5V
Диапазон рабочих температур:	от -30 ° C до 85 ° C.
Температурный коэффициент:	+ 22% -82%
Коэффициент рассеяния:	Макс. alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Прост Радио Разное Своими руками Советы Схем Схемы Транзист Транзисторы Электрон Электроника