Statydami daugiasluoksnius keraminius kondensatorius (MLCC), elektros inžinieriai dažnai pasirenka dviejų tipų dielektrikus, priklausomai nuo pritaikymo – 1 klasės neferoelektrinių medžiagų dielektrikus, tokius kaip C0G/NP0, ir 2 klasės feroelektrinių medžiagų dielektrikus, tokius kaip X5R ir X7R.Pagrindinis skirtumas tarp jų yra tas, ar kondensatorius, didėjant įtampai ir temperatūrai, vis dar turi gerą stabilumą.1 klasės dielektrikams įjungus nuolatinę įtampą ir kylant darbinei temperatūrai, talpa išlieka stabili;2 klasės dielektrikai turi didelę dielektrinę konstantą (K), tačiau talpa yra mažiau stabili kintant temperatūrai, įtampai, dažniui ir laikui bėgant.
Nors talpą galima padidinti įvairiais konstrukcijos pakeitimais, pvz., keičiant elektrodų sluoksnių paviršiaus plotą, sluoksnių skaičių, K reikšmę arba atstumą tarp dviejų elektrodų sluoksnių, 2 klasės dielektrikų talpa ilgainiui smarkiai sumažės, kai taikoma nuolatinė įtampa.Taip yra dėl reiškinio, vadinamo DC poslinkiu, dėl kurio 2 klasės feroelektrinėse kompozicijose galiausiai sumažėja dielektrinė konstanta, kai įjungiama nuolatinės srovės įtampa.
Didesnėms dielektrinių medžiagų K vertėms nuolatinės srovės poslinkio poveikis gali būti dar sunkesnis, nes kondensatoriai gali prarasti iki 90% ar daugiau savo talpos, kaip parodyta diagramoje.
Medžiagos dielektrinis stipris, ty įtampa, kurią gali atlaikyti tam tikro storio medžiaga, taip pat gali pakeisti nuolatinės srovės poslinkio poveikį kondensatoriui.JAV dielektrinis stipris dažniausiai matuojamas voltais/mil (1 mil lygus 0,001 colio), kitur – voltais/mikronas, o nustatomas pagal dielektriko sluoksnio storį.Dėl to skirtingi kondensatoriai, turintys tą pačią talpą ir įtampą, gali veikti labai skirtingai dėl skirtingų jų vidinių struktūrų.
Verta paminėti, kad kai naudojama įtampa yra didesnė už medžiagos dielektrinį stiprumą, kibirkštys prasiskverbia pro medžiagą, todėl gali kilti užsidegimo arba nedidelio sprogimo pavojus.
Praktiniai pavyzdžiai, kaip generuojamas DC poslinkis
Jei atsižvelgsime į talpos pokytį dėl darbinės įtampos kartu su temperatūros pokyčiu, tada pamatysime, kad kondensatoriaus talpos nuostoliai bus didesni esant tam tikrai taikymo temperatūrai ir nuolatinei įtampai.Paimkite, pavyzdžiui, MLCC, pagamintą iš X7R, kurio talpa 0,1 µF, vardinė įtampa 200 VDC, vidinis sluoksnių skaičius 35, o storis 1,8 mylios (0,0018 colio arba 45,72 mikrono), tai reiškia, kad dirbant esant 200 VDC dielektrikas sluoksnis patiria tik 111 voltų/mil arba 4,4 voltų/mikroną.Apytiksliai apskaičiavus, VC būtų -15%.Jei dielektriko temperatūros koeficientas yra ±15%ΔC, o VC yra -15%ΔC, tai didžiausias TVC yra +15% – 30%ΔC.
Šio skirtumo priežastis slypi naudojamos 2 klasės medžiagos – šiuo atveju bario titanato (BaTiO3) – kristalinėje struktūroje.Ši medžiaga turi kubinę kristalų struktūrą, kai pasiekiama arba aukštesnė Curie temperatūra.Tačiau kai temperatūra grįžta į aplinkos temperatūrą, atsiranda poliarizacija, nes temperatūrai nukritus medžiaga keičia savo struktūrą.Poliarizacija vyksta be jokio išorinio elektrinio lauko ar slėgio ir tai vadinama spontaniška poliarizacija arba feroelektra.Kai medžiagai esant aplinkos temperatūrai taikoma nuolatinės srovės įtampa, spontaniška poliarizacija susieta su nuolatinės srovės įtampos elektrinio lauko kryptimi ir įvyksta savaiminės poliarizacijos apsisukimas, dėl kurio sumažėja talpa.
Šiais laikais, net ir naudojant įvairius projektavimo įrankius talpai padidinti, 2 klasės dielektrikų talpa vis tiek žymiai sumažėja, kai įjungiama nuolatinė įtampa dėl nuolatinės srovės poslinkio reiškinio.Todėl, norėdami užtikrinti ilgalaikį programos patikimumą, renkantis MLCC, be vardinės MLCC talpos, turite atsižvelgti į nuolatinės srovės poslinkio poveikį komponentui.
„Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD.“, įkurta 2010 m., yra profesionalus gamintojas, kurio specializacija yra SMT paėmimo ir įdėjimo mašina, perpylimo krosnis, trafareto spausdinimo mašina, SMT gamybos linija ir kiti SMT produktai.Mes turime savo mokslinių tyrimų ir plėtros komandą ir gamyklą, pasinaudodami savo turtinga patirtimi MTTP, gerai apmokyta gamyba, pelnę puikią reputaciją iš viso pasaulio klientų.
Tikime, kad puikūs žmonės ir partneriai daro „NeoDen“ puikia įmone ir kad mūsų įsipareigojimas inovacijoms, įvairovei ir tvarumui užtikrina, kad SMT automatika būtų prieinama kiekvienam mėgėjui visur.
Paskelbimo laikas: 2023-05-05