|
|||||||||||
| 技術(shù)交流 | 電路欣賞 | 工控天地 | 數(shù)字廣電 | 通信技術(shù) | 電源技術(shù) | 測(cè)控之家 | EMC技術(shù) | ARM技術(shù) | EDA技術(shù) | PCB技術(shù) | 嵌入式系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)編程 | 集成電路 | 器件替換 | 模擬技術(shù) | 新手園地 | 單 片 機(jī) | DSP技術(shù) | MCU技術(shù) | IC 設(shè)計(jì) | IC 產(chǎn)業(yè) | CAN-bus/DeviceNe |
信號(hào)處理與高頻濾波用電容器科普 |
| 作者：赤鑄 欄目：模擬技術(shù) |
信號(hào)處理與高頻濾波用電容器科普 [原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明] 關(guān)于電容的一些基本知識(shí)請(qǐng)參見(jiàn) http://www.21icbbs.com/club/bbs/ShowAnnounce.asp?v=&ID=1863520，就不再贅述了。不過(guò)該文重點(diǎn)在于電解電容，而信號(hào)處理和高頻濾波常用的是瓷介、有機(jī)薄膜之類(lèi)“小電容”，所以這里專(zhuān)門(mén)介紹“小電容”。 1、瓷介電容器 按特性不同，瓷介電容器傳統(tǒng)上分為“I類(lèi)瓷”和“II類(lèi)瓷”。這當(dāng)然不是說(shuō)瓷器的檔次，一個(gè)是景德鎮(zhèn)的，一個(gè)是雜牌的。簡(jiǎn)單的概括二者的特點(diǎn)，I類(lèi)瓷“容量小/體積大、頻率高、精度高、溫度系數(shù)小、價(jià)格高”，II類(lèi)瓷則剛好相反。所以I類(lèi)瓷更適合信號(hào)處理、高頻濾波等“細(xì)活”，II類(lèi)瓷則更適合干電源濾波、儲(chǔ)能之類(lèi)的“粗活”，當(dāng)然，相對(duì)于電解電容這個(gè)“搬運(yùn)工”，這二者都屬于干技術(shù)活的“白領(lǐng)”。 其實(shí)，不論什么電容器，性能關(guān)鍵都在于絕緣體，即介質(zhì)，而不在于導(dǎo)體。當(dāng)然，導(dǎo)體（電極材料）對(duì)電容器的性能、成本、體積、工藝性（可焊接性）還是有重要影響的。如今信號(hào)處理和高頻濾波所用的瓷介電容，通常都是獨(dú)石電容，即所謂“多層陶瓷電容”。而且大趨勢(shì)是使用貼片封裝的獨(dú)石電容，即現(xiàn)在很著名的一個(gè)縮寫(xiě)MLCC（MultiLayer Chip CAPACITOR），因?yàn)橘N片封裝避免了引線的ESR/ESL（串聯(lián)等效電阻/電感），有利于改善高頻性能。 陶瓷介質(zhì)的好處在于它是固體（相對(duì)于電解電容）、無(wú)機(jī)（相對(duì)于有機(jī)材料）、晶體（相對(duì)于非晶體）材料。因?yàn)楣腆w，所以堅(jiān)固持久，不存在蒸發(fā)烘干變質(zhì)凍結(jié)發(fā)霉?jié)B漏爆炸等問(wèn)題；因?yàn)楣腆w＋無(wú)機(jī)，主要是共價(jià)鍵/離子鍵，鍵能高、鍵距短，所以物理性質(zhì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)高，工作溫度范圍可以很寬，壽命也可以很長(zhǎng)；因?yàn)楣腆w＋無(wú)機(jī)＋晶體，所以溫度系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)小，所以電容器的溫度穩(wěn)定性也可以做得很好，而且內(nèi)部帶電粒子（電子、離子、原子核等）被牢牢束縛，只能在平衡位置（晶格結(jié)點(diǎn)）附近擺動(dòng)，所以交流熱損耗低，即損耗角正切tanδ低，這對(duì)信號(hào)處理是很關(guān)鍵的。 廣義的說(shuō)，云母也是一種陶瓷，所以云母電容器其實(shí)也屬于“瓷介電容器”，只不過(guò)通常不這么分類(lèi)罷了。而目前溫度穩(wěn)定性最好的大概就是云母電容器了。其次大概就是C0G/NPO電容器。 2、云母電容器 云母是一種物理化學(xué)性質(zhì)都很穩(wěn)定的固體無(wú)機(jī)晶體材料（陶瓷），所以能稱(chēng)為優(yōu)良的電容器介質(zhì)材料。云母電容器的突出優(yōu)點(diǎn)就是介質(zhì)損耗小、絕緣電阻高、溫度系數(shù)小，但因體積大，容量小、成本高而不很常用。過(guò)去精密模擬電路時(shí)代一些高檔儀器還常用，現(xiàn)在買(mǎi)起來(lái)都很困難了。 3、有機(jī)薄膜電容器 常用有機(jī)薄膜電容器有聚酯電容器、聚苯乙烯電容器、CBB（金屬化聚丙烯薄膜）電容器等。 聚酯材料通常為高強(qiáng)度耐高溫材料，如某些戰(zhàn)斗機(jī)的座艙罩就是聚酯材料的。電容器中的聚酯通常指PET，即滌綸（當(dāng)年俺的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)就是研究這個(gè)的，所以還記得一些皮毛）。聚酯電容器容量可以較大，耐高溫性能也較好，但穩(wěn)定性相對(duì)較差，介質(zhì)損耗也屬于有機(jī)介質(zhì)電容器中較差的。 聚苯乙烯電容器也屬于干“細(xì)活”的精密電容器，穩(wěn)定性好，介質(zhì)損耗低，單位體積容量較小，但性質(zhì)也跟聚苯乙烯（PS）這種易碎不耐熱材料一個(gè)德行（俺小時(shí)候用的一些廉價(jià)的塑料杯子餐具之類(lèi)就是PS的），使用溫度上限通常只有70℃，也就是說(shuō)，你開(kāi)發(fā)個(gè)工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品都沒(méi)法用。 CBB電容器在精密方面與聚苯乙烯電容器相似，單位體積容量較大（最大有10UF的），穩(wěn)定性略差，但工作溫度高（至少夠工業(yè)級(jí)用了），所以現(xiàn)在使用很廣泛。 此外還有聚四氟乙烯電容器，不太常用。聚四氟乙烯是一種性質(zhì)很特別的有機(jī)材料，學(xué)過(guò)高中化學(xué)課的都該了解。所謂不粘鍋特氟隆之類(lèi)主要成分就是聚四氟乙烯。聚四氟乙烯穩(wěn)定性、絕緣性都很好，而且介電常數(shù)很低，所以聚四氟乙烯電容器的穩(wěn)定性、介質(zhì)損耗、絕緣電阻等甚至比聚苯乙烯電容器還好。但聚四氟乙烯工藝性較差，制造困難，成本較高，所以用的很少。只有要求特別高的地方才會(huì)用。 最后，一定要區(qū)別兩個(gè)名詞：電容、電容器。兩者是完全不同的兩個(gè)概念。 雖然很多場(chǎng)合作為“習(xí)慣用語(yǔ)”或“縮略語(yǔ)”把“電容器”簡(jiǎn)稱(chēng)為“電容”，但設(shè)計(jì)實(shí)際電路時(shí)心里一定要有數(shù)！很多初學(xué)者犯迷糊的根源也正在于忘記了這個(gè)——混淆了數(shù)學(xué)和物理學(xué)。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2006-1-5 12:19:26 修改者：赤鑄 |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： iC921 于 2006/1/5 19:15:00 發(fā)布：
寫(xiě)得不錯(cuò) 一直覺(jué)得那么生硬的東西也給你寫(xiě)活了! ------- 按特性不同，瓷介電容器傳統(tǒng)上分為“I類(lèi)瓷”和“II類(lèi)瓷”。這當(dāng)然不是說(shuō)瓷器的檔次，一個(gè)是景德鎮(zhèn)的，一個(gè)是雜牌的。簡(jiǎn)單的概括二者的特點(diǎn)，I類(lèi)瓷“容量小/體積大、頻率高、精度高、溫度系數(shù)小、價(jià)格高”，II類(lèi)瓷則剛好相反。所以I類(lèi)瓷更適合信號(hào)處理、高頻濾波等“細(xì)活”，II類(lèi)瓷則更適合干電源濾波、儲(chǔ)能之類(lèi)的“粗活”，當(dāng)然，相對(duì)于電解電容這個(gè)“搬運(yùn)工”，這二者都屬于干技術(shù)活的“白領(lǐng)”。 |
|
| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： 電子小蟲(chóng) 于 2006/1/6 10:53:00 發(fā)布：
摟住寫(xiě)的好，IC921評(píng)論也到位 瓷電容的類(lèi)別這段確實(shí)寫(xiě)得有趣 |
|
| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： 崇拜 于 2009/7/17 11:51:05 發(fā)布：
好帖子啊，贊！�。。。。。。。。。。。。。。。。� |
|
|
|
| 免費(fèi)注冊(cè)為維庫(kù)電子開(kāi)發(fā)網(wǎng)會(huì)員，參與電子工程師社區(qū)討論，點(diǎn)此進(jìn)入 |
Copyright © 1998-2006 m.58mhw.cn 浙ICP證030469號(hào) |