Кога градат повеќеслојни керамички кондензатори (MLCC), електроинженерите често избираат два типа на диелектрик во зависност од примената - Класа 1, диелектрици од нефероелектрични материјали како што се C0G/NP0 и класа 2, диелектрици од фероелектрични материјали како што се X5R и X7R.Клучната разлика меѓу нив е дали кондензаторот, со зголемен напон и температура, сè уште има добра стабилност.За диелектриците од класа 1, капацитетот останува стабилен кога се применува DC напон и работната температура се зголемува;Диелектриците од класа 2 имаат висока диелектрична константа (К), но капацитетот е помалку стабилен при промени во температурата, напонот, фреквенцијата и со текот на времето.
Иако капацитетот може да се зголеми со различни промени во дизајнот, како што се менување на површината на слоевите на електродата, бројот на слоеви, вредноста К или растојанието помеѓу двата слоја на електродата, капацитетот на диелектриците од класа 2 на крајот нагло ќе се намали кога се применува DC напон.Ова се должи на присуството на феноменот наречен DC пристрасност, што предизвикува фероелектричните формулации од класа 2 на крајот да доживеат пад на диелектричната константа кога се применува DC напон.
За повисоки вредности на К на диелектричните материјали, ефектот на пристрасноста на DC може да биде уште поостри, при што кондензаторите потенцијално ќе губат до 90% или повеќе од нивната капацитивност, како што е прикажано на дијаграмот.
Диелектричната јачина на материјалот, т.е. напонот што може да го издржи одредена дебелина на материјалот, исто така може да го промени ефектот на пристрасноста на еднонасочна струја на кондензаторот.Во САД, диелектричната јачина обично се мери во волти/мил (1 мил е еднакво на 0,001 инч), на друго место се мери во волти/микрон и се одредува според дебелината на диелектричниот слој.Како резултат на тоа, различни кондензатори со иста капацитивност и ознака на напон може да имаат значително различно дејство поради нивните различни внатрешни структури.
Вреди да се напомене дека кога применетиот напон е поголем од диелектричната јачина на материјалот, искри ќе поминат низ материјалот, што доведува до потенцијално палење или ризик од експлозија од мали размери.
Практични примери за тоа како се генерира пристрасноста на DC
Ако ја земеме предвид промената на капацитетот поради работниот напон во врска со промената на температурата, тогаш ќе откриеме дека загубата на капацитивност на кондензаторот ќе биде поголема при специфичната температура на примена и еднонасочен напон.Земете на пример MLCC направен од X7R со капацитет од 0,1 µF, номинален напон од 200 VDC, број на внатрешни слоеви од 35 и дебелина од 1,8 милји (0,0018 инчи или 45,72 микрони), тоа значи дека кога работи на 200 VDC само слојот доживува 111 волти/мил или 4,4 волти/микрон.Како груба пресметка, VC би бил -15%.Ако температурниот коефициент на диелектрикот е ±15%ΔC и VC е -15%ΔC, тогаш максималниот TVC е +15% – 30%ΔC.
Причината за оваа варијација лежи во кристалната структура на употребениот материјал од класа 2 - во овој случај бариум титанат (BaTiO3).Овој материјал има кубна кристална структура кога температурата на Кири е достигната или повисока.Меѓутоа, кога температурата се враќа на температурата на околината, се јавува поларизација бидејќи намалувањето на температурата предизвикува материјалот да ја промени својата структура.Поларизацијата се јавува без никакво надворешно електрично поле или притисок и тоа е познато како спонтана поларизација или фероелектрицитет.Кога еднонасочен напон се применува на материјалот на амбиентална температура, спонтаната поларизација е поврзана со насоката на електричното поле на DC напонот и се јавува пресврт на спонтаната поларизација, што резултира со намалување на капацитетот.
Во денешно време, дури и со различните дизајнерски алатки достапни за зголемување на капацитивноста, капацитетот на диелектриците од класа 2 сè уште значително се намалува кога се применува DC напон поради присуството на феноменот на DC пристрасност.Затоа, со цел да се обезбеди долгорочна доверливост на вашата апликација, треба да го земете предвид ефектот на пристрасноста на DC врз компонентата покрај номиналниот капацитет на MLCC при изборот на MLCC.
Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., основана во 2010 година, е професионален производител специјализиран за SMT машина за собирање и поставување, рерната за преточување, машина за печатење матрици, производна линија SMT и други SMT производи.Имаме свој тим за истражување и развој и сопствена фабрика, искористувајќи ги предностите на нашето сопствено богато искусно истражување и развој, добро обучено производство, што освои голема репутација од клиентите ширум светот.
Ние веруваме дека големите луѓе и партнери го прават NeoDen одлична компанија и дека нашата посветеност на иновациите, различноста и одржливоста осигурува дека SMT автоматизацијата е достапна за секој хобист насекаде.
Време на објавување: мај-05-2023 година