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贴片电容

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常见贴片电容的命名方法以及注意细节

 单片陶瓷电容器(通称贴片电容)是目前用量比较大的常用元件,就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格,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。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。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。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。 

     封 装 DC=50V DC=100V 
         0805 0.5---1000pF 0.5---820pF 
         1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF 
         1210 560---5600pF 560---2700pF 
          2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μF 
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。 

    二 X7R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。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。 

      封 装 DC=50V DC=100V 
0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF 
1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF 
1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF 
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF 

     三 Z5U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。下表给出了Z5U电容器的取值范围。 

        封 装 DC=25V DC=50V 
0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF 
1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF 
1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF 
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μF 
        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% 

        四 Y5V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4.7μF电容器。 
Y5V电容器的取值范围如下表所示 
        封 装 DC=25V DC=50V 
0805 0.01μF---0.39μF 0.01μF---0.1μF 
1206 0.01μF---1μF 0.01μF---0.33μF 
1210 0.1μF---1.5μF 0.01μF---0.47μF 
2225 0.68μF---2.2μF 0.68μF---1.5μF 

 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%

贴片电容的命名,国内和国外的产家有一此区别但所包含的参数是一样的。贴片电容的命名所包含的参数:

1、贴片电容的尺寸(0201、0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2220、2225)

2、贴片电容的材质(COG、X7R、Y5V、Z5U、RH、SH)

3、要求达到的精度(±0.1PF、±0.25PF、±0.5PF、5%、10%、20%)

4、电压 (4V 、6.3V、10V、16V、25V、 50V、 100V、 250V、500V、1000V、2000V、3000V)

5、容量 (0PF-47UF)

6、端头的要求 (N表示三层电极)

7、包装的要求 (T表示编带包装,P表示散包装)

例:风华系列的贴片电容的命名:

0805CG102J500NT,0805:是指该贴片电容的尺寸大小,这是用英寸来表示的08表示长度是0.08英寸(换算成mm=0.08*24.50=1.96mm)、05表示宽度为0.05英寸(换算成mm=0.05*24.50=1.225ccm)

CG : 是表示生产电容要求用的材质,

102 : 是指电容容量,前面两位是有效数字、后面的2表示有多少个零102 =10×102也就是=1000PF

J : 是要求电容的容量值达到的误差精度为5%,介质材料和误差精度是配对的

500 : 是要求电容承受的耐压为50V 同样500前面两位是有效数字,后面是指有多少个零。

N : 是指端头材料,现在一般的端头都是指三层电极(银/铜层)、镍、锡

T :是指包装方式,T表示编带包装,B表示塑料

注意事项:

        (1)电容的工作电压必须低于额定电压,不得超过额定电压使用。例如工作电压为12V时,可选额定电压16~25V;工作电压为5V时,可选6~10V。另外电容器的电容量还与耐压值有关。例如片状钽电容耐压4~50V,0.1~4.7uF小容量电容有额定功率为50V的,而10uF以上,耐压至高于25V的就很少见到,因此,在进行电路设计时应引起注意。

          (2)应合理的选择电容器精度及材料类别。市售的片状电容器的精度在103以下的,其精度可达J级(±5%);在103以上则J级较少,以K级(±10%)居多;在104以上则以M级(±20%)为主。例如,在谐振回路中,为保证性能稳定,要采用C0G Ⅰ类材料及J级片状多层陶瓷电容器;如在IC的电源正端往往要连接一个0.1PF的旁路电容,则可选Ⅲ类材料,M级精度的片状多层陶瓷电容器。这样既能保证产品精度要求,又能降低产品成本。

     (3)市场上尺寸代码为0805片状电容器的容量规格(系列)最齐全,而0603一些偏僻的容量可能会缺货。在生产批量不太大的时候,为防止市场缺货而影响生产,可以将焊盘稍作延伸,使它能适用于0603及0805,避免造成因缺件而停产。

        (4)片状多层陶瓷电容器都是卷装的,型号在带盘上,而电容器上无任何标志。虽然可以用测量的方法知道其容量,但是很难区别材料类别的精度等级,因此在使用过程中,尤其是手工装配时务必小心。
      5)敞开式片状微调电容器不能用波峰焊,而封闭式片状微调电容器可用波峰焊。

       (6)在国外的不少电路图中,往往可见“OS——CON”商标的电容器,它就是日本SANYO(三洋)公司生产的有机半导体铝固体电解电容器。它最大的特点是虽然是电解电容,但却有与薄膜电容器相同的高频特性;其次是等效串联电阻小,并且对温度不敏感;第三是可通过更大的纹波电流。例如,用30uH及1500uF/10v铝电解电容器组成LC滤波器时,若采用OS-CON电解电容(L不变),只要22uF/20V的电容就可以达到效果。

   另外,有可能看到一个大容量的普通铝电解电容器并联一个小容量的OS-CON电解电容。这是因为OS-CON的ESR低,并联后其ESR更低,但小容量的OS-CON电解电容却可通过大部分的纹波电容电流,从而获得极好的滤波效果,使输出纹波电压减小很多,并且可减少损耗。

  (7)片状电容器普遍采用多层结构,在使用时有些人采用烙铁手工焊接,此时一定要注意焊接速度,避免过热,造成基化端头因温差大而断裂,使容量下降。

  (8)片状电容器使用的是陶瓷基片,薄而脆。有些电路板较薄,安装时受力不均匀会变形,很容易造成电容器折断。解决的方法除了改进设计工艺外,还可在容易造成折断的地方改用管状电容,因为管状电容强度高,不易折损。

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