在构建多层陶瓷电容器@@@@（MLCC）时@@，电气工程师们通常会根据应用选择两类@@电介质@@@@——1类@@，非铁电材料介质@@@@，如@@C0G/NP0；2类@@，铁电材料介质@@，如@@X5R和@@X7R。它们之间的关键区别在于@@，随着电压@@和@@温度的提升@@，电容是否还具备@@良好的稳定性@@。对于@@1类@@电介质@@，当施加直流电压@@@@、工作温度上升时@@@@，容值保持稳定@@；2类@@电介质@@具有较高的介电常数@@（K），但在温度@@、电压@@、频率变化的情况下以及随着时@@间的推移@@，容值不太稳定@@。
虽然可以通过各类@@设计变更来提高@@容值@@，例如@@改变电极层的表面积@@、层数@@、K值或@@两个电极层之间的距离@@，但当施加直流电压@@@@时@@@@@@，2类@@电介质@@的容值最终仍会急剧下降@@。这是由于一种叫做直流偏压@@现象的存在@@，导致@@2类@@铁电配方在施加直流电压@@时@@最终会出现介电常数的下降@@。
对于@@较高@@K值的介质材料@@，直流偏压@@的影响可能更严重@@，电容器有可能损失高达@@90%甚至更多的容值@@，如@@图@@@@1所示@@。
图@@1. X7R电容的电压@@变化曲线@@
材料的介电强度@@，即一定厚度的材料所能承受的电压@@@@，也能改变直流偏压@@对电容器的影响@@。在美国@@，介电强度通常以伏@@特@@/密耳@@为@@单位@@（1密耳@@等于@@0.001英寸@@），在其他地方则以伏@@特@@/微米@@为@@单位@@，它由电介质层的厚度决定@@。因此@@，具有相同容值和@@额定电压@@的不同电容器由于各自不同的内部结构@@，其性能表现可能存在较大差异@@。
值得注意的是@@，当施加的电压@@大于材料的介电强度@@时@@@@，火花将穿过材料@@，导致@@潜在的点火或@@小规模的爆炸风险@@。
直流偏压@@如@@何产生的实际案例@@
如@@果把工作电压@@导致@@的容值变化与温度变化结合起来考虑@@，那么我们会发现在特定应用温度和@@直流电压@@下@@，电容的容值损失会更大@@。以某@@X7R材质的@@MLCC为@@例@@，其容值为@@@@0.1μF，额定电压@@为@@@@200VDC，内部层数@@为@@@@35，厚度为@@@@1.8密耳@@（0.0018英寸@@或@@@@45.72微米@@），这意味着在@@200VDC下工作时@@@@，电介质层只经历@@111伏@@/密耳@@或@@@@4.4伏@@/微米@@。粗略计算@@，VC将为@@@@-15%。如@@果电介质的温度系数为@@@@±15%ΔC，VC为@@-15%ΔC，那么最大的@@TVC为@@+15%-30%ΔC。
造成这种变化的原因在于所使用的@@2类@@材料的晶体结构@@——在该案例中为@@钛酸钡@@（BaTiO3）。该材料在达到居里温度或@@以上时@@@@，具有立方体的晶体结构@@。然而@@，当温度恢复到环境温度时@@@@，由于温度降低使材料的结构发生变化@@，就会发生极化@@。极化的发生不需要任何外部电场或@@压力@@，这被称为@@自发极化或@@铁电性@@。当在环境温度下对材料施加直流电压@@时@@@@，自发极化与直流电压@@的电场方向相连@@，并发生自发极化的逆转@@，从而导致@@容值减少@@。
如@@今@@，即使有了各式各样的设计工具来提高@@容值@@，但由于直流偏压@@现象的存在@@，当施加直流电压@@@@时@@@@，2类@@电介质@@的容值仍会大幅度地降低@@。因此@@，为@@了确保应用的长期可靠性@@，您选择@@MLCC时@@，除了需要考虑@@MLCC的额定容值@@，还需将直流偏压@@对@@188足彩外围@@app 的影响纳入考量@@。
本文转载自@@： Knowles楼氏电容微信公众号@@@@