⑤ X7R的容值CP和损耗因素DF频率特性
1) X7R的容值CP频率曲线
为了对比X7R同容值不同尺寸之间或者同电压不同容值之间的频率特性,我们选取额定电压均为50V,容值分别为100pF、1nF、10nF、100nF、1μF、10μF这些代表性规格的频率特性曲线进行对比,图1是某知名厂家的容值频率曲线。
从各个规格的容值频率曲线,我们可以看出两个明显的共同特征:一是都具有一个相对平稳的频率段,在此频率段,容值受频率影响较小,容值变化大约在±15%以内;二是都在某个频率点容值开始陡升。对于这两个特征,不仅不同容值规格之间各有差异,即使同容值规格不同品牌之间也存在差异。另外,同容值不同尺寸之间,在相对平稳频率的曲线几乎重合,但是容值突变频率点有差异。一般情况下,尺寸较大的容值发生突变的频率点要低些,请参考图2所示的容值变化比频率曲线。容值变化比参照点:CP≤1nF时以1MHz处所测容值,CP>1nF时以1kHz处所测容值。
图1 X7R不同容值和不同尺寸的容值频率曲线
图2 X7R不同容值和不同尺寸的容值变化比频率曲线
对比各个MLCC厂家的容值频率曲线,我们发现同规格容值相对稳定频率段和容值突变的频率点各有差异,所以无法推导出一个精准的规律给用户参考,但是,如果MLCC用户有此需求,一家有技术实力的MLCC厂家应该能随时提供。表1是随机挑选的四家知名MLCC品牌的参考数据。这里为了避免争议,厂家不列全称。
对于不同品牌的MLCC厂家来说,容值频率特性曲线因制程控制能力不同、叠层设计不同或陶瓷配方添加剂的差异而有所不同,某些规格接近设计极限的更是如此。表6-3所列容值相对稳定的频率范围是当前各品牌通用规格,但实际上某些品牌或者某些特殊应用类型的容值频率特性表现得更优异。具体来说,在容值相对平稳的频率段,容值上下浮动更小,有厂家在±10%以内,甚至有厂家在±5%以内。另外,容值相对稳定的频率范围更宽,比如表1所列100pF容值相对稳定的频率范围,有厂家可以做到在100Hz~620MHz频率范围内容值是相对平稳的,而有些厂家可能在100Hz~160MHz范围内才是相对稳定的。电子产品设计者如果对此频率特性有要求的话,就需要关注上面所列这些特征。我们也可通过选择产品类型(比如高可靠性型)或者选择品牌达到这个目的。 2) X7R的DF频率曲线 从图3所示DF值频率曲线可以看出DF值随频率的升高而增大,10nF以下同容值不 同尺寸的DF值频率特性曲线几乎重叠,但在1kHz以上频率容值大的变化较大。
图3 X7R不同容值和不同尺寸的DF频率曲线
原文始发于微信公众号(GUOCI):陶瓷绝缘介质的频率特性(3)
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