陶瓷电容器概述

 

陶瓷电容器又称为瓷介电容器或独石电容器。顾名思义，瓷介电容器就是介质材料为陶瓷的电容器。根据陶瓷材料的不同，这种电容器可分为容量为1～300 pF的低频瓷介电容器和容量为300—22 000 pF的高频瓷介电容器两类。按结构形式分类，又可分为图片状电容器、管状电容器、矩形电容器、片状电容器、穿心电容器等多种。

 

陶瓷电容器的特点

 

1：由于陶瓷电容的介质材料为陶瓷介质，所以耐热性能好，不易老化。

 

2：陶瓷电容能耐酸碱及盐类的腐蚀，搞腐蚀性好。

 

3：低压陶瓷电容的介电常数大，体积小，容量大。

 

4：陶瓷电容绝缘性能好，耐高压。

 

5：陶瓷电容基本不随温度，电压，时间等变化而变化。

 

 

陶瓷电容器分类

 

1、半导体陶瓷电容器

 

（1）表面层陶瓷电容器 电容器的微小型化，即电容器在尽可能小的体积内获得尽可能大的容量，这是电容器发展的趋向之一。对于分离电容器组件来说，微小型化的基本途径有两个：①使介质材料的介电常数尽可能提高；②使介质层的厚度尽可能减薄。在陶瓷材料中，铁电陶瓷的介电常数很高，但是用铁电陶瓷制造普通铁电陶瓷电容器时，陶瓷介质很难做得很薄。首先是由于铁电陶瓷的强度低，较薄时容易碎裂，难于进行实际生产操作，其次，陶瓷介质很薄时易于造成各种各样的组织缺陷，生产工艺难度很大。

 

2）晶界层陶瓷电容器 晶粒发育比较充分的BaTiO3半导体陶瓷的表面上，涂覆适当的金属氧化物（例如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），在适当温度下，于氧化条件下进行热处理，涂覆的氧化物将与BaTiO3形成低共溶液相，沿开口气孔和晶界迅速扩散渗透到陶瓷内部，在晶界上形成一层薄薄的固溶体绝缘层。这种薄薄的固溶体绝缘层的电阻率很高（可达1012～1013Ω·cm），尽管陶瓷的晶粒内部仍为半导体，但是整个陶瓷体表现为显介电常数高达2×104到8×104的绝缘体介质。用这种瓷制备的电容器称为晶界层陶瓷电容器（boundarg layer ceramic capacitor），简称BL电容器。

 

2、高压陶瓷电容器

 

高压陶瓷电容器的瓷料主要有钛酸钡基和钛酸锶基两大类。钛酸钡基陶瓷材料具有介电系数高、交流耐压特性较好的优点，但也有电容变化率随介质温度升高、绝缘电阻下降等缺点。钛酸锶晶体的居里温度为-250℃，在常温下为立方晶系钙钛矿结构，是顺电体，不存在自发极化现象，在高电压下钛酸锶基陶瓷材料的介电系数变化小，tgδ及电容变化率小，这些优点使其作为高压电容器介质是十分有利的。

 

3、多层陶瓷电容器

 

多层陶瓷电容器是片式元件中应用最广泛的一类，它是将内电极材料与陶瓷坯体以多层交替并联叠合，并共烧成一个整体，又称片式独石电容器，具有小尺寸、高比容、高精度的特点，可贴装于印制电路板（PCB）、混合集成电路（HIC）基片，有效地缩小电子信息终端产品（尤其是便携式产品）的体积和重量，提高产品可靠性。顺应了IT产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方向，国家2010年远景目标纲要中明确提出将表面贴装元器件等新型元器件作为电子工业的发展重点。它不仅封装简单、密封性好，而且能有效地隔离异性电极。MLCC在电子线路中可以起到存储电荷、阻断直流、滤波、祸合、区分不同频率及使电路调谐等作用。在高频开关电源、计算机网络电源和移动通信设备中可部分取代有机薄膜电容器和电解电容器，并大大提高高频开关电源的滤波性能和抗干扰性能。

 

 

陶瓷电容器的作用

 

旁路（去耦）

 

这是为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗的通路。在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容器所处的位置不同，称呼就不一样。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。我们经常可以看到，在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。

 

耦合

 

用在耦合电路中的陶瓷电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用，它作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路。

 

滤波

 

用在滤波电路中的陶瓷电容器称为滤波电容，滤波电容是会将一定频段内的信号从总信号中去除的，所以在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的陶瓷电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。

 

谐振

 

用在LC谐振电路中的安规电容器称为谐振电容，LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

 

温度补偿

 

针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响而进行补偿，改善电路的稳定性。

 

调谐

 

是对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。

 

储能

 

储能就是储存电能，用于必要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。（现如今很多电容的储能水平已经可以接近锂电池的水准，一个电容储存的电能就可以供一个手机使用一天的时间）

 

 

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