作者: 深圳市昂洋科技有限公司發(fā)表時(shí)間:2026-01-21 15:02:03瀏覽量:160【小中大】
太誘電容器(以高介電常數(shù)陶瓷電容器為主)的靜電容量的電壓特性主要表現(xiàn)為隨直流或交流電壓變化而顯著改變,這一現(xiàn)象稱為電壓特性或偏置特性,具體可分為直流偏置特性和交流電壓特性,以下是詳細(xì)介紹:
直流偏置特性
定義:對(duì)電容器施加直流電壓時(shí),實(shí)際靜電容量會(huì)發(fā)生變化(通常減少)的現(xiàn)象。
原理:
使用了鈦酸鋇系鐵電體的高介電常數(shù)類片狀多層陶瓷電容器,其內(nèi)部存在自發(fā)極化現(xiàn)象。
當(dāng)施加直流電壓時(shí),電場(chǎng)較小時(shí),電位移(D)與電場(chǎng)(E)成正比。但隨著電場(chǎng)增大,原本方向混亂的自發(fā)極化(Ps)開始沿電場(chǎng)方向整齊排列,顯示非常大的介電常數(shù),實(shí)際靜電容量值增大。
隨電場(chǎng)進(jìn)一步增強(qiáng),自發(fā)極化整齊排列完畢,分極飽和后,介電常數(shù)變小,實(shí)際靜電容量值變小。
實(shí)例:
假設(shè)額定電壓為6.3V,靜電容量為100uF的高介電常數(shù)片狀多層陶瓷電容器上施加了1.8V的直流電壓。
此時(shí),溫度特性為X5R的產(chǎn)品,靜電容量減少約10%,實(shí)際靜電容量值變成90uF。
而Y5V的產(chǎn)品,靜電容量減少約40%,實(shí)際靜電容量變成60uF。
影響:
直流偏置特性施加的直流電壓成分越低,靜電容量減少幅度越小。
最近市面上出現(xiàn)了以突破1V的電源電壓(直流電壓)工作的FPGA和ASIC等半導(dǎo)體芯片。如把多層陶瓷電容器使用在這種芯片的電源線上時(shí),不會(huì)出現(xiàn)很明顯的直流偏置特性問題。
交流電壓特性
定義:對(duì)電容器施加交流電壓時(shí),實(shí)際靜電容量會(huì)發(fā)生變化(增減)的現(xiàn)象。
實(shí)例:
假設(shè)對(duì)額定電壓為6.3V,靜電容量為22uF的高介電常數(shù)片狀多層陶瓷電容器施加0.2Vrms的交流電壓(頻率:120Hz)。
此時(shí),溫度特性為X5R產(chǎn)品的情況,靜電容量減少約10%,實(shí)際靜電容量值變成20uF。
而Y5V產(chǎn)品更甚,靜電容量減少約20%,實(shí)際靜電容量變成18uF。
特殊情況
導(dǎo)電性高分子的鋁電解電容器(高分子AI)和導(dǎo)電性高分子鉭電解電容器(高分子Ta)、薄膜電容器(Film)、氧化鈦和使用了鋯酸鈣系順電體的溫度補(bǔ)償用片狀多層陶瓷電容器(MLCC)上幾乎不會(huì)發(fā)生直流偏置特性和交流電壓特性。
普通電解電容:在電壓從0V增加到6V的過程中,其電容容量幾乎沒有發(fā)生變化。