By die bou van meerlaag-keramiekkapasitors (MLCC's), kies elektriese ingenieurs dikwels twee tipes diëlektriese, afhangende van die toepassing - Klas 1, nie-ferro-elektriese materiaal-diëlektrika soos C0G/NP0, en Klas 2, ferro-elektriese materiaal-diëlektrika soos X5R en X7R.Die belangrikste verskil tussen hulle is of die kapasitor, met toenemende spanning en temperatuur, steeds goeie stabiliteit het.Vir Klas 1 diëlektrika bly die kapasitansie stabiel wanneer 'n GS-spanning toegepas word en die bedryfstemperatuur styg;Klas 2 diëlektrika het 'n hoë diëlektriese konstante (K), maar die kapasitansie is minder stabiel onder veranderinge in temperatuur, spanning, frekwensie en oor tyd.
Alhoewel die kapasitansie verhoog kan word deur verskeie ontwerpveranderings, soos die verandering van die oppervlakarea van die elektrodelae, die aantal lae, die K-waarde of die afstand tussen die twee elektrodelae, sal die kapasitansie van Klas 2-diëlektrika uiteindelik skerp daal wanneer 'n GS-spanning word aangelê.Dit is as gevolg van die teenwoordigheid van 'n verskynsel genaamd GS-voorspanning, wat veroorsaak dat die Klas 2 ferro-elektriese formulerings uiteindelik 'n daling in die diëlektriese konstante ervaar wanneer 'n GS-spanning toegepas word.
Vir hoër K-waardes van diëlektriese materiale kan die effek van GS-voorspanning selfs ernstiger wees, met kapasitors wat moontlik tot 90% of meer van hul kapasitansie verloor, soos in die diagram getoon.
Die diëlektriese sterkte van 'n materiaal, dit wil sê die spanning wat 'n gegewe materiaaldikte kan weerstaan, kan ook die effek van GS-voorspanning op 'n kapasitor verander.In die VSA word diëlektriese sterkte gewoonlik gemeet in volt/mil (1 mil is gelyk aan 0,001 duim), elders word dit in volt/mikron gemeet, en dit word bepaal deur die dikte van die diëlektriese laag.As gevolg hiervan kan verskillende kapasitors met dieselfde kapasitansie en spanningsgradering aansienlik verskillend presteer as gevolg van hul verskillende interne strukture.
Dit is opmerklik dat wanneer die toegepaste spanning groter is as die diëlektriese sterkte van die materiaal, vonke deur die materiaal sal beweeg, wat lei tot 'n potensiële ontsteking of kleinskaalse ontploffingsrisiko.
Praktiese voorbeelde van hoe GS-vooroordeel gegenereer word
As ons die verandering in kapasitansie as gevolg van die bedryfspanning in samehang met die verandering in temperatuur in ag neem, dan vind ons dat die kapasitansieverlies van die kapasitor groter sal wees by die spesifieke toepassingstemperatuur en GS-spanning.Neem byvoorbeeld 'n MLCC gemaak van X7R met 'n kapasitansie van 0.1µF, 'n nominale spanning van 200VDC, 'n interne laagtelling van 35 en 'n dikte van 1.8 mils (0.0018 duim of 45.72 mikrons), dit beteken dat wanneer dit by 200VDC werk, die diëlektrikum laag ervaar slegs 111 volt/mil of 4,4 volt/mikron.As 'n rowwe berekening sou die VC -15% wees.As die temperatuurkoëffisiënt van die diëlektrikum ±15%ΔC is en die VC is -15%ΔC, dan is die maksimum TVC +15% – 30%ΔC.
Die rede vir hierdie variasie lê in die kristalstruktuur van die Klas 2-materiaal wat gebruik word – in hierdie geval bariumtitanaat (BaTiO3).Hierdie materiaal het 'n kubieke kristalstruktuur wanneer die Curie-temperatuur bereik of hoër is.Wanneer die temperatuur egter na die omgewingstemperatuur terugkeer, vind polarisasie plaas aangesien die verlaging van die temperatuur veroorsaak dat die materiaal sy struktuur verander.Polarisasie vind plaas sonder enige eksterne elektriese veld of druk en dit staan bekend as spontane polarisasie of ferroelektrisiteit.Wanneer 'n GS-spanning op die materiaal toegepas word by omgewingstemperatuur, word spontane polarisasie gekoppel aan die rigting van die elektriese veld van die GS-spanning en 'n omkering van die spontane polarisasie vind plaas, wat 'n vermindering in kapasitansie tot gevolg het.
Deesdae, selfs met die verskillende ontwerpgereedskap wat beskikbaar is om die kapasitansie te verhoog, neem die kapasitansie van Klas 2-diëlektrika steeds aansienlik af wanneer 'n GS-spanning toegepas word as gevolg van die teenwoordigheid van die GS-voorspanningsverskynsel.Om die langtermyn-betroubaarheid van u toepassing te verseker, moet u dus die effek van GS-vooroordeel op die komponent in ag neem bykomend tot die nominale kapasitansie van die MLCC wanneer u 'n MLCC kies.
Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., gestig in 2010, is 'n professionele vervaardiger wat spesialiseer in SBS-kies-en-plaasmasjiene, hervloei-oond, stensildrukmasjien, SBS-produksielyn en ander SBS-produkte.Ons het ons eie R & D-span en eie fabriek, wat voordeel trek uit ons eie ryk ervare R&D, goed opgeleide produksie, het groot reputasie van die wêreldwye kliënte verwerf.
Ons glo dat wonderlike mense en vennote NeoDen 'n wonderlike maatskappy maak en dat ons verbintenis tot innovasie, diversiteit en volhoubaarheid verseker dat SBS-outomatisering toeganklik is vir elke stokperdjie op oral.
Postyd: Mei-05-2023