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贴片电容材质(NP0/X7R/Z5U/Y5V)

作者: 来源:欣达科技 时间:2009-04-26

在贴片电容的选型中,选择合适材质的贴片电容非常关键,在介绍贴片电容材质之前我们首先要先了解贴片电容的材料。

贴片电容的分类(按材料分)

多层陶瓷电容(MLCC)根据材料分为Class 1和Class 2两类。Class 1是温度补偿型,Class 2是温度稳定型和普通应用的。

Class 1 - Class 1或者温度补偿型电容通常是由钛酸钡不占主要部分的钛酸盐混合物构成。它们有可预见的温度系数,通常没有老化特性。因此它们是可用的最稳定的电容。最常用的Class 1多层陶瓷电容是COG(NPO)温度补偿型电容(±0 ppm/°C).

Class 2 - EIA Class 2 电容通常也是由钛酸钡化合物组成。Class 2电容有很大的电容容量和温度稳定性。

最普通最常用的Class 2电容电解质是X7R和Y5V。 在温度范围 -55°C到 125°C之间,X7R能提供仅有±15%变化的的中等容量的电容容量。它最适合应用在温度范围宽,电容量要求稳定的场合。 Y5V能提供最大的电容容量,常用在环境温度变化不大的地方。 在温度范围-30°C to 85°C之间,Y5V电容值的变化是22% to -82%。 所有的Class 2电容的电容容量受以下几个条件影响:温度变化、操作电压(直流和交流)、频率。

扩展阅读:贴片电容 Class 2 EIA代码

对Class 2材料电容的容量随温度变化,EIA可以通过3个符号代码来表述。 第一个符号表示工作温度范围的下限,第二个符号表示工作温度的上限, 第三个符号表示在这个温度内允许容量变化的百分比。以下表提供了EIA系统详细的描述。

EIA CODE(容量改变百分比时温度范围)
RS198 温度范围
X7
X6
X5
Y5
Z5
-55°C to +125°C
-55°C to +105°C
-55°C to +85°C
-30°C to +85°C
+10°C to +85°C
Code 容量改变百分比
D
E
F
P
R
S
T
U
V
±3.3%
±4.7%
±7.5%
±10%
±15%
±22%
+22%,-33%
+22%,- 56%
+22%,-82%

比如:一个电容的容量想要在25°C时增加不超过7.5%和在-30°C to +85°C时减少不超过7.5%。EIA代码就是Y5F。

贴片电容的材质及其特点

贴片电容目前主要使用NPO(C0G)、X7R、Z5U、Y5V等不同的材质规格,不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。

NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。

1、NPO材质电容器

NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。

NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。

2、X7R材质电容器

X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。

X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%。

X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。

3、Z5U材质电容器

Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围,对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%。

尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应,使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。

Z5U电容器的其他技术指标如下:

工作温度范围 +10℃ --- +85℃,温度特性 +22% ---- -56%,介质损耗 最大 4% 。

4、Y5V材质电容器

Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。

Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达10μF电容器。

Y5V电容器的其他技术指标如下:

工作温度范围 -30℃ --- +85℃,温度特性 +22% ---- -82%,介质损耗 最大 5%。