Quandu custruiscenu capacitori ceramichi multilayer (MLCC), l'ingegneri elettrichi spessu sceglienu dui tipi di dielectrici secondu l'applicazione - Classe 1, dielettrici di materiale non ferroelectric cum'è C0G / NP0, è Classe 2, dielettrici di materiale ferroelectric cum'è X5R è X7R.A diferenza chjave trà elli hè se u condensatore, cù a tensione è a temperatura crescente, anu sempre una bona stabilità.Per i dielettrici di Classe 1, a capacità resta stabile quandu una tensione DC hè appiicata è a temperatura di u funziunamentu aumenta;I dielettrici di Classe 2 anu una constante dielettrica alta (K), ma a capacità hè menu stabile sottu cambiamenti di temperatura, voltage, freccia è in u tempu.
Ancu s'è a capacità pò esse aumentata da diversi cambiamenti di designu, cum'è cambià a superficia di i strati di l'elettrodi, u numeru di strati, u valore K o a distanza trà i dui strati di l'elettrodi, a capacità di i dielettrici di Classe 2 eventualmente scenderà bruscamente quandu una tensione DC hè applicata.Questu hè duvuta à a prisenza di un fenomenu chjamatu bias DC, chì face chì e formulazioni ferroelettriche di Classe 2 finiscinu per sperienze una caduta di constantu dielettricu quandu una tensione DC hè applicata.
Per i valori più elevati di K di materiali dielettrici, l'effettu di u preghjudiziu DC pò esse ancu più severu, cù i condensatori potenzalmentu perdendu finu à u 90% o più di a so capacità, cum'è mostra in u diagramma.
A forza dielettrica di un materiale, vale à dì a tensione chì un determinatu spessore di materiale pò sustene, pò ancu cambià l'effettu di u bias DC nantu à un condensatore.In i Stati Uniti, a forza dielettrica hè generalmente misurata in volt / mil (1 mil hè uguale à 0,001 inch), in altrò hè misurata in volt / micron, è hè determinata da u spessore di a capa dielettrica.In u risultatu, i diversi capacitors cù a listessa capacità è a tensione di tensione ponu esse realizatu significativamente di manera diversa per via di e so diverse strutture interne.
Hè da nutà chì quandu a tensione applicata hè più grande di a forza dielettrica di u materiale, scintille passanu per u materiale, chì portanu à un potenziale ignition o risicu di splusione à piccula scala.
Esempi pratichi di cumu u bias DC hè generatu
Sè avemu cunziddiratu lu canciamentu in capaciance duvuta à u voltage upirativu in cunghjunzione cù u cambiamentu di temperatura, allura truvamu chì a perdita di capacità di u capacitor serà più grande à a temperatura di l'applicazione specifica è a tensione DC.Pigliate per esempiu un MLCC fattu di X7R cù una capacità di 0.1µF, una tensione nominale di 200VDC, un conte di strati internu di 35 è un spessore di 1.8 mils (0.0018 inch o 45.72 microns), questu significa chì quandu opera à 200VDC u dielettricu. La strata sperimenta solu 111 volt/mil o 4,4 volt/micron.Cum'è un calculu grossu, u VC seria -15%.Se u coefficient di temperatura di u dielettricu hè ± 15% ΔC è u VC hè -15% ΔC, allura u TVC massimu hè + 15% - 30% ΔC.
U mutivu di sta variazione si trova in a struttura cristallina di u materiale Class 2 utilizatu - in questu casu titanate di bario (BaTiO3).Stu materiale hà una struttura cristallina cubica quandu a temperatura Curie hè ghjunta o sopra.In ogni casu, quandu a temperatura torna à a temperatura di l'ambienti, a polarizazione si trova cum'è a diminuzione di a temperatura face chì u materiale cambia a so struttura.A polarizazione si trova senza alcun campu elettricu esternu o pressione è questu hè cunnisciutu cum'è polarizazione spontanea o ferroelectricità.Quandu una tensione DC hè appiicata à u materiale à a temperatura di l'ambienti, a polarizazione spontanea hè ligata à a direzzione di u campu elettricu di a tensione DC è si verifica una inversione di a polarizazione spontanea, risultatu in una riduzione di capacità.
Oghje, ancu cù i diversi strumenti di cuncepimentu dispunibuli per aumentà a capacità, a capacità di i dielettrici di Classe 2 diminuisce ancu significativamente quandu una tensione DC hè appiicata per a presenza di u fenomenu di bias DC.Dunque, per assicurà a affidabilità à longu andà di a vostra applicazione, avete bisognu di piglià in contu l'effettu di u bias DC nantu à u cumpunente in più di a capacità nominale di u MLCC quandu selezziunate un MLCC.
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Tempu di post: May-05-2023