温度对陶瓷电容特性的影响

陶瓷电容分级：NPO（COG）X7R X5R Y5V Z5U这个是按美国电工协会（EIA）标准，不同介质材料的MLCC按温度稳定性分成三类：超稳定级（工类）的介质材料为COG或NPO；稳定级（II类）的介质材料为X7R；能用级（Ⅲ）的介质材料Y5V。

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。

COG,X7R,X5R,Y5V均是电容的材质，几种材料的温度系数和工作范围是依次递减的，不同材质的频率特性也是不同的。

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。

一NPO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%，NPO(COG) 多层片式陶瓷电容器,它只是一种电容COG（Chip On Glass）即芯片被直接邦定在玻璃上。

这种安装方式可以大大减小LCD模块的体积，且易于大批量生产，适用于消费类电子产品的LCD，如：手机，PDA等便携式产品，这种安装方式，在IC生产商的推动下，将会是今后IC与LCD的主要连接方式。

片式多层陶瓷电容器（MLCC）老化特性高介电常数型陶瓷电容器 (标准的主要材料为BaTiO3，温度特性为X5R，X7R，Y5V等) 的电容量随时间而减小。

这一特性称之为电容老化。

电容老化是具有自发性极化现象的铁电陶瓷独有的现象。

当陶瓷电容器加热到居里点以上的温度时 (在该温度晶体结构发生改变，自发性极化消失 (大约为150°C) )，并使之处于无载荷状态，直到它冷却到居里点以下，随着时间的流逝，逆转自发性极化变得越来越困难，结果，所测的电容值会随着时间而减小。

上述现象不仅在三星的产品中，在所有高介电常数 (BaTiO3) 的一般性陶瓷电容器都可以观察到。

附录是一些有关电容老化的公用标准 (陶瓷电容器:IEC60384-22附录B等)。

当电容值由于老化而不断减小的电容器重新加热到居里点以上温度并让其冷却时，电容值会得到恢复。

这种现象称之为去老化现象，发生去老化后，正常的老化过程重新开始。

质陶瓷的自发极化与铁电现象BaTiO3质陶瓷的自发极化与铁电现象如图1所示，BaTiO3质陶瓷具有钙钛矿晶体结构。

在居里点 (约130°C) 温度以上呈立方体，且钡 (Ba) 的位置位于最高点，氧 (O)位于晶面的中心，钛 (Ti) 位于晶体的中心。

图1: BaTiO3质陶瓷的晶体结构当在居里点以下正常温度范围内，一条晶轴 (C轴) 伸长约1%而其他晶轴缩短，晶体变成四方晶格 (如下页图2所示)。

在这种情况下，Ti4+离子将占据附近O2-的位置而后者从晶体中心沿晶轴伸展的方向偏移0.12Å。

这种偏移导致正、负电荷的生点发生偏差，造成极化现象。

极化现象是由于晶体结构的不对称造成的，在不施加外电场或压力的情况下，这种极化现象从一开始就存在。

这种类型的极化称为自发性极化现象。

图2: 温度变化时的晶体结构和相关介电常数的变化 (纯BaTiO3)BaTiO3质陶瓷自发极化的方向 (Ti4+离子的位置) 在施加外部电场的情况下可以轻易逆转。

一、介绍ADC采样电容的作用和原理ADC（Analog-to-Digital Converter）是模拟信号转换为数字信号的装置，通常用于将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，以便于微处理器或其他数字设备进行处理和分析。

而ADC采样电容是ADC 装置中的一个重要组成部分，用于存储和转换模拟信号。

二、温度对ADC采样电容的影响1. ADC采样电容的精度受到温度的影响。

温度变化会导致ADC采样电容的电容值发生变化，进而影响模拟信号的采样精度和准确性。

2. 温度对ADC采样电容的影响主要体现在电容温度系数上。

电容温度系数是指在一定温度范围内，电容值随温度变化的变化率。

通常情况下，电容温度系数为ppm/℃，即每摄氏度温度变化1℃，电容值会发生多少的变化。

三、解决ADC采样电容温度系数问题的方法1. 通过选用温度稳定性高的材料制作ADC采样电容。

选用温度稳定性高的陶瓷材料或者多层介质电容（MLCC）来制作ADC采样电容，可以减小温度对电容值的影响。

2. 添加温度补偿电路来修正ADC采样电容的温度系数。

通过将温度传感器采集到的温度数据输入到温度补偿电路中，再根据温度系数的特性进行修正，可以在一定程度上减小温度对ADC采样电容的影响。

3. 选用温度系数稳定的ADC采样电容。

通过在工程设计中，选用温度系数稳定的ADC采样电容，可以减小温度对ADC采样电容的影响。

四、结论ADC采样电容的温度系数是影响ADC采样精度和稳定性的重要因素。

合理选择材料、采用温度补偿电路和选用温度系数稳定的ADC采样电容，可以减小温度对ADC采样电容的影响，提高ADC采样的精度和稳定性。

在实际应用中，需要根据具体的工程需求和成本等因素进行合理的选择和设计，以确保ADC采样电容在不同温度环境下的稳定性和准确性。

五、ADC采样电容的温度系数对系统性能的影响ADC采样电容的温度系数不仅仅影响到采样精度和准确性，还会直接影响整个系统的性能稳定性。

电容容值随温度变化规律电容器是现代电子设备中常见的元件之一，它主要用于储存电荷和调节电路的电压。

在工作过程中，电容器的容值会受到温度的影响，因此了解电容容值随温度变化的规律对于电路设计和性能评估非常重要。

下面将详细介绍电容容值与温度的关系。

1.电容器的基本原理首先，我们来回顾一下电容器的基本原理。

电容器由两个导体板之间的电介质隔开而构成，当电压施加在两个导体板之间时，电容器就储存了电荷。

电容器的容值定义为单位电压下储存的电荷量，通常用法拉（Farad）作为单位表示。

2.电容容值随温度变化的原因电容容值随温度变化的原因主要有两个方面：材料特性和电容结构。

当温度变化时，电容材料的特性会发生变化，其中最重要的参数是电容材料的介电常数，它决定了电容器的效能。

同时，电容器的结构，尤其是电极之间的导体材料，也会受到温度的影响。

3.温度对电容材料的影响温度对电容材料的影响主要体现在介电常数上。

大多数电容材料的介电常数随温度的上升而下降。

这是因为随着温度的升高，原子和分子的热运动增加，使得电介质中的偶极矩更难以定向。

因此，介电材料的极化程度降低，从而导致介电常数的减小。

4.温度对电容结构的影响除了电容材料的特性变化，温度还对电容结构产生影响。

在高温下，电容结构中的导体材料会发生热膨胀，导致电容板之间的距离增大，进而降低电容器的效能。

此外，导体材料的电阻也会随着温度的增加而变大，这对于快速充放电电路来说尤为关键，因为电阻的增加会导致电容器的充放电速度减慢。

5.电容器的温度系数为了量化电容容值随温度变化的规律，我们引入了电容器的温度系数概念。

温度系数定义为单位温度变化下电容器容值的变化率，通常用ppm/℃（百万分比/摄氏度）表示。

例如，对于具有温度系数为100ppm/℃的电容器而言，当温度上升1℃时，其容值将增加0.0001（即100×1×10^(-6)）个法拉德。

6.不同材料的温度系数不同材料的电容器在温度系数方面存在一定的差异。

电路中电容器的作用及选择技巧在我们日常生活和各种电子设备中，电路是无处不在的。

而在电路中，有一个看似不太起眼但却十分重要的元件——电容器。

电容器就像是电路中的“小水库”，有着储存电荷和释放电荷的能力，发挥着多种多样的作用。

同时，为了让电路能够稳定、高效地运行，正确选择电容器也是至关重要的，这需要我们掌握一些实用的技巧。

一、电容器的作用1、滤波作用在电源电路中，由于交流电源的输入往往存在着各种干扰和波动，电容器能够起到滤波的作用。

它就像一个“筛子”，可以把电源中的交流成分滤除掉，让输出的直流电压更加平滑稳定。

例如，在电脑的电源中，就有大量的电容器用于滤波，以保证各个硬件能够得到稳定的供电，从而正常工作。

2、耦合作用在放大器等电路中，电容器可以实现信号的耦合。

简单来说，就是让交流信号能够顺利通过，同时阻止直流信号。

这样可以保证前后级电路之间的交流信号传递，而不会相互影响直流工作点。

比如说，在音频放大器中，电容器将前级放大的音频信号传递到后级进行进一步放大，同时又防止前级的直流偏置影响到后级电路。

当电路需要瞬间的大电流或者突发的能量供应时，电容器可以充当“能量仓库”。

它能够在电路中储存能量，并在需要的时候迅速释放出来。

比如闪光灯电路中，电容器先充电储存能量，然后在按下快门时快速放电，产生强烈的闪光。

4、定时作用电容器与电阻器配合，可以构成定时电路。

通过电容器的充放电过程来控制时间的长短。

常见的如电子定时器、延时开关等，都是利用了电容器的这一特性。

5、调谐作用在无线电通信等领域，电容器常用于调谐电路。

通过改变电容器的容量，可以调整电路的谐振频率，从而实现对特定频率信号的选择和接收。

二、电容器的选择技巧1、电容值的选择电容值是选择电容器时首先要考虑的参数。

不同的应用场景需要不同的电容值。

一般来说，滤波电路中需要较大的电容值，通常在几百微法甚至数千微法；而在耦合电路中，电容值一般较小，通常在几微法到几十微法之间。

陶瓷电容钽电容陶瓷电容和钽电容是两种常见的电子元件，它们在电子电路中起着重要的作用。

本文将分别介绍陶瓷电容和钽电容的特点、应用以及优缺点。

一、陶瓷电容陶瓷电容是一种以陶瓷介质为基础制成的电容器。

它具有体积小、重量轻、价格低廉的特点，因此在电子设备中得到广泛应用。

1. 特点陶瓷电容的最大优点是体积小，可以在紧凑的电路板上方便地安装。

此外，陶瓷电容的频率响应范围广，能够在高频电路中稳定工作。

它还具有快速充放电的特性，适用于一些需要快速响应的电路。

2. 应用陶瓷电容广泛应用于各种电子设备中，如手机、平板电脑、电视机等。

在这些设备中，陶瓷电容被用来存储和释放电荷，以实现信号的传输和处理。

此外，陶瓷电容还常用于直流电源滤波、耦合和终端耦合等电路中。

3. 优缺点陶瓷电容的优点包括体积小、价格低廉、频率响应范围广、快速充放电等。

然而，陶瓷电容也存在一些缺点。

首先，其容量相对较小，无法满足一些大容量需求。

其次，陶瓷电容的温度稳定性较差，在高温环境下容易失效。

此外，陶瓷电容的电介质常常含有铁、锰等杂质，可能对电路性能产生一定影响。

二、钽电容钽电容是一种以钽金属为电极的电容器。

它具有高容量、稳定性好的特点，被广泛应用于高性能电子设备中。

1. 特点钽电容的最大特点是高容量。

相比于陶瓷电容，钽电容的容量可以达到几百甚至几千微法。

此外，钽电容的温度稳定性和频率响应也较好，能够在较宽的温度范围和频率范围内稳定工作。

2. 应用钽电容在高性能电子设备中得到广泛应用。

例如，它常用于存储器电路、滤波电路、耦合电路等。

由于其高容量和稳定性好的特点，钽电容能够提供稳定的电压和电流，保证电子设备的正常运行。

3. 优缺点钽电容的优点主要体现在高容量、稳定性好等方面。

然而，钽电容也存在一些缺点。

首先，钽电容的价格相对较高，成本较陶瓷电容更高。

其次，钽电容的极性较强，如果使用不当可能会引发安全问题。

此外，钽电容的电介质层较薄，对过电压和过电流较为敏感。

在采购和使用MLCC过程中应该注意哪些问题？MLCC（片状多层陶瓷电容）现在已经成为了电子电路最常用的元件之一。

MLCC表面看来，非常简单，可是，很多情况下，设计工程师或生产、工艺人员对MLCC的认识却有不足的地方。

以下谈谈MLCC选择及应用上的一些问题和注意事项。

MLCC虽然是比较简单的，但是，也是失效率相对较高的一种器件。

失效率高，一方面是MLCC结构固有的可靠性问题，另外还有选型问题以及应用问题。

由于电容算是“简单”的器件，所以有的设计工程师由于不够重视，从而对MLCC的独有特性不了解。

在理想化的情况下，电容选型时，主要考虑容量及耐压两个参数就够了。

但是对于MLCC，仅仅考虑这两个参数是远远不够的。

使用MLCC，不能不了解MLCC的不同材质和这些材质对应的性能。

MLCC的材质有很多种，每种材质都有自身的独特性能特点。

不了解这些，所选用的电容就很有可能满足不了电路要求。

举例来说，MLCC常见的有C0G(也称NP0)材质，X7R材质，Y5V 材质。

C0G的工作温度范围和温度系数最好，在 -55°C至+125°C的工作温度范围内时温度系数为0 ±30ppm/°C。

X7R次之，在-55°C至+125°C的工作温度范围内时容量变化为±15%。

Y5V 的工作温度仅为-30°C至+85°C，在这个工作温度范围内时其容量变化可达-22%至+82%。

当然，C0G、X7R、Y5V的成本也是依次减低的。

在选型时，如果对工作温度和温度系数要求很低，可以考虑用Y5V的，但是一般情况下要用X7R的，要求更高时必须选择COG的。

一般情况下，MLCC厂家都设计成使X7R、Y5V材质的电容在常温附近的容量最大，但是随着温度上升或下降，其容量都会下降。

仅仅了解上面知识的还不够。

由于C0G、X7R、Y5V的介质的介电常数是依次减少的，所以，同样的尺寸和耐压下，能够做出来的最大容量也是依次减少的。

电容器陶瓷零件的温度系数与稳定性分析电容器是电子设备中常用的电子元件之一，其性能稳定性对于设备的可靠性和稳定性非常重要。

而电容器中的陶瓷零件作为电容器的重要组成部分，其温度系数和稳定性更是影响电容器整体性能的重要因素。

因此，对电容器陶瓷零件的温度系数与稳定性进行分析至关重要。

一、电容器陶瓷零件的温度系数分析1. 温度系数的概念和影响：电容器陶瓷零件的温度系数指的是材料的电容值随着温度变化而发生的变化率。

通常用温度系数（ppm/℃）来表示，即材料电容值每升高1摄氏度，其电容值变化的百万分之一。

温度系数的大小决定了电容器的稳定性，温度系数越小，代表电容器的稳定性越高。

2. 温度系数的分类：根据温度系数的正负特性，电容器陶瓷零件可以分为正温度系数电容器和负温度系数电容器。

正温度系数电容器指的是电容值随温度升高而增大；负温度系数电容器则表示电容值随温度升高而减小。

根据实际需求，可以选择不同类型的陶瓷零件，以满足特定的应用需求。

3. 温度系数的测量方法：准确测量电容器陶瓷零件的温度系数是进行分析的基础。

常见的方法包括温度箱法、恒温槽法和电桥法等。

这些方法可以通过测量不同温度下电容值的变化来计算温度系数。

在实际应用中，可以根据不同场景选择合适的测量方法。

4. 温度系数的控制与改进：为了提高电容器陶瓷零件的温度系数稳定性，可以进行一系列控制与改进措施。

例如，可以选择质量稳定的原材料，通过材料配比的优化来控制温度系数的大小；采用特殊的陶瓷材料结构设计，提高稳定性；通过特殊的制备工艺来改善温度系数等。

这些措施可以在一定程度上降低温度系数的大小，提高电容器陶瓷零件的稳定性和可靠性。

二、电容器陶瓷零件的稳定性分析1. 稳定性的概念和要求：电容器陶瓷零件的稳定性是指在不同工作环境下，其电容值和性能能够维持在预期范围内的能力。

稳定性的要求在不同应用场景中可能有所不同，但一般来说，电容器陶瓷零件的性能应当具备一定的稳定性，以确保设备的正常运行。

电容的温度与容量误差编码————电容参数：X5R，X7R，Y 5V，COG 详解这类参数描述了电容采用的电介质材料类别，温度特性以及误差等参数，不同的值也对应着一定的电容容量的范围。

具体来说，就是：X7R常用于容量为3300pF~0.33uF的电容，这类电容适用于滤波，耦合等场合，电介质常数比较大，当温度从0°C变化为70°C时，电容容量的变化为±15%；Y5P与Y5V常用于容量为150pF~2nF的电容，温度范围比较宽，随着温度变化，电容容量变化范围为±10%或者+22%/-82%。

对于其他的编码与温度特性的关系，大家可以参考表4-1。

例如，X5R的意思就是该电容的正常工作温度为-55°C~+85°C，对应的电容容量变化为±15%。

表4-1 电容的温度与容量误差编码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。

不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是AVX公司的命名方法，其他公司的产品请参照该公司的产品手册。

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。

一 NPO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。

瓷片电容温度变化
陶瓷电容是一种特殊的电容，其主要由金属氧化物和导体粉末混合烧结而成。

陶瓷电容因其优越的性能，如高稳定性、耐高温、高频率等，常被用于电子线路中。

当陶瓷电容的温度变化时，其电容值也会随之变化，这是由于陶瓷电容的容量受温度的影响很大。

例如，Y5V表示工作在-30~+85度，整个温度范围内偏差-82%~+22%；X5R表示工作在-55~+85度，整个温度范围内偏差正负15%；X7R表示工作在-55~+125度，整个温度范围内偏差正负15%；NPO（COG）是温度特性最稳定的电容器，电容温漂很小，适用于振荡器、超高频滤波去耦，但容量一般做不大。

通常情况下，随着温度的升高，陶瓷电容的容量会逐渐增大。

这是因为温度升高会导致陶瓷材料内部的自由电子数量增加，从而增加了陶瓷电容的容量。

另外，不同材料的陶瓷电容，在温度变化时的电容变化情况也不尽相同。

例如，C0G（NP0）的温度范围为-55°C～+125°C，静电容量的变化为±30ppm/°C。

需要注意的是，温度对陶瓷电容的电容值和温度特性影响较大，且不同类型的陶瓷电容，其温度特性也不同。

因此，在设计电路时，需要根据实际需要，选择合适类型的陶瓷电容，并注意其工作温度范围、静电容量变化率等因素。