온도가 문제가되지 않는다면, 다른 세라믹 유전체에 대해 말할 수있는 것

작동 주변 온도 범위가 25 + -5C로 잘 조절 된 회로가 있다고 가정 해 봅시다 . 비용 외에도 다양한 세라믹 유전체 유형의 사용 사례는 무엇입니까? 다시 말해서, 특정 세라믹 유전체가 다른 세라믹보다 성능이 좋거나 나쁘다는 응용 분야는 무엇입니까? 일반화 할 수 있습니까?

세라믹 커패시터 문자 코드는 유전체의 온도 의존성 을 나타내는 것으로 알고 있지만 이러한 모든 질문에서 알 수 있듯이 그것에 대해 더 말할 수있는 것이 있습니까?

또한 패키지 크기가 기생에 영향을 미쳐 공진 주파수와 캡 손실에 영향을 미친다는 것도 알고 있습니다. 일부 유전체는 더 작은 패키지와 더 높은 전압에서 사용할 수 없으며 많은 세라믹이 압전 / 마이크로폰 효과를 나타냅니다 (어떤 것입니까?). 이러한 모든 요소를 몇 가지 규칙으로 요약 할 수 있습니까?

또한 제조업체 데이터 시트는 커패시터에 대한 특정 애플리케이션을 가정하는 것으로 나타났습니다 (예 : 누설, 공명 또는 손실을 지정하지 않음).

그러나 주변 온도가 중요하지 않은 경우 특정 작업에 가장 적합한 커패시터는 무엇입니까? 애플리케이션 / 특정 유형에 자체 발열 문제가 있습니까?

지금까지의 모든 상용 회로는 비용에 민감하지 않았으므로 IC 데이터 시트에서 제안 된 것을 볼 때 모든 세라믹 캡에 X7R, X5R 또는 NP0 만 지정하면됩니다. 그러나 이러한 제안 뒤에 온도 의존성 이상의 것이 있습니까?

캡 목적에 더주의를 기울여야합니까? 예를 들어, 전력 바이 패스 및 레귤레이션에만 X5R / X7R을 사용하지만 신호 경로에있는 것에는 NPx를 사용합니까? 일반화를 수행 할 수 있습니까, 아니면 (매우 불완전한) 제조업체 데이터 시트를 자세히 읽어야하는 문제입니까?

한마디로. 설계 중 부품 검색을 단순화하기 위해 적용 할 수있는 일반적인 원칙이 있습니까?

— 에드가 브라운
소스

ESR은 주파수에 따라 다릅니다 (1 / (w * C) 효과에 대해 이야기하고 있지 않습니다. ESR은 주파수 순서에 따라 주파수에 따라 다릅니다). DC 바이어스는 커패시턴스를 감소 시키므로 세라믹 캡의 큰 신호 모델은 실제로 커패시터가 아닙니다. 마이크로 포 닉스가 발생할 수 있습니다 (세라믹 커패시터에 기계적 충격이 가해지면 캡에 전압 임펄스가 발생합니다). 그럼에도 불구하고, 그들은 매우 유용하고 매우 널리 사용됩니다. 현재 많은 제조업체들이 6 개월 이상 향후 생산량을 팔아 감에 따라 현재로서는 찾기가 매우 어렵습니다.

— mkeith

@mkeith 커패시터 부족이 실재합니다. 최근 처리해야 할 것은 52 주 리드 타임으로 세계에 100V, 1uF, 1206, X7R / X7S 커패시터가 남아 있지 않은 것입니다. OTH 1uF 1210100V는 충분합니다. 수동 부품 시장은 이상합니다.

— crasic

답변:

주변 온도가 잘 제어 되더라도 커패시터 전체에 상당한 전압이 있으면 기류로 인해 노이즈가 발생할 수 있습니다.

시간에 따른 용량 저하 는 유전체마다 다릅니다. 그리고 큰 것, 커패시턴스의 전압 계수.

NP0 캡을 사용할 수 있다면 X5R X7R 등의 부품보다 훨씬 적은 효과를 겪을 수 있지만 더 이상 값이 높지 않거나 값이 비싸지 않습니다. 신호 경로의 X7R 캡이 제대로 작동하는 경우가 많이 있습니다. 반면, 특수 용도에서는 NP0 부품을 바이 패스 캡으로 사용했습니다.

또 다른 특징은 더 작은 부품, 특히 주어진 풋 프린트 내에서 가능한 한계에 접근 할 때 높은 전압 계수를 갖는 경향이 있기 때문에 대부분의 커패시턴스 (80 % 정도)는 정상에서 바이어스 될 때 간단히 사라질 수 있다는 것입니다 작동 전압. 따라서 더 크고 비싸더라도 0402 또는 0201 대신 0805 또는 0603을 사용하는 것이 좋습니다.

데이터 시트는 일반적으로 불완전하지만 일부 제조업체는 각 부품에 대해 온라인 또는 로컬로 생성 된 데이터 형식으로 훨씬 더 완전한 데이터를 제공합니다. 예를 들어, 이 무라타 사이트 (플래시 필요) 다양한 특성을 CSV 데이터를 추출 할 수 있습니다.

— 페페 페니
소스

예,하지만 적용 할 수있는 일반적인 경험 규칙이 있습니까? 예를 들어 항상 Nx를 사용하여 X7R의 특정 공차를 유지하기 위해 정격 전압을 사용하지만 NP0의 경우 1.1x로 충분합니까?

— Edgar Brown

@EdgarBrown 난 당신이 NP0를 사용하는 원 - 준 당신이 할 수있는 경우 신호 경로 또는 안정성이 중요합니다. 전압 계수와 관련하여 다른 것을 추가하겠습니다. 일반성은 아마도 응용 프로그램과 부품 특성에 대한 깊은 이해를 우회 할 수 있다는 것을 의미하며, 이것이 가능하지는 않습니다.

— Spehro Pefhany

나는 당신이 먼저 소음을 언급하는 것을 좋아합니다. 우리 회사 (나노 포지셔닝 시스템 및 계측)는 작년에 더 나은 차폐로 인한 노이즈가 예상되는 동작 대신 뚜껑을 상자에 올려 놓으면 측정 노이즈가 증가한다는 것을 발견했습니다. 신호 경로의 일부 세라믹 캡은 압전 거동이 크므로 마이크로폰 캡이 냉각 팬에서 소음을 흡수하고있었습니다. 보드가 고객을 만날 준비가 되었으면 즐거운 재미있는 경험이 아닙니다.

— Graham

@Graham의 +1-LDO의 REF 핀에서 바이 패스로 X7R 캡이있었습니다. LDO의 출력은 보드 플렉스와 함께 흔들립니다.

— peufeu

@peufeu 그래, 하루를 망칠거야. : /

— Graham

시장 현실은 종종 고전압 (> 10V) 또는 고용량 애플리케이션 (> 1uF)을 가진 공통 패키지에서 클래스 1 유전체 부품을 찾는 것이 매우 어려워지는 선택을 지시 할 것입니다. BOM을 실현할 수있을 것으로 기대합니다.

시장은 일반적으로 NP0 및 기타 클래스 1 유전체가 "신호 캡"이고 부품 카탈로그가이를 반영한다고 결정했습니다. 다른 예로서, X7R / X7S 부품은 더 작은 패키지 (<0805) 및 고용량에서 찾기가 더 어려워집니다.

온도를 요소로 배제 할 때 설계 토론에 또 다른 큰 요소를 기여하려면 :

클래스 1 유전체는 압전 효과를 겪지 않습니다. 이 효과는 양방향입니다. 리플 전압으로 인해 부품이 수축 및 팽창하여 물리적 소음과 열이 발생하고 물리적 진동으로 인해 부품에 전압이 발생합니다.

밀도가 매우 높은 커패시터와 리플 전압이 큰 한계 응용 분야에서는 커패시터 단자에 심각한 스트레스가 발생하고 균열이 발생할 수 있습니다.

금이 간 고밀도 세라믹 커패시터는 단단하고 높은 전력 부족으로 고장이 나고 디커플링 또는 전원 바이 패스 상황에서 심각한 손상을 일으키고 심지어 화재를 일으킬 수 있습니다. 이것이 문제가되고 다른 체계를 사용하는 데 공간이 부족한 경우 NP0 또는 다른 클래스 1 유전체는 사용자에게 편안함을주는 충분한 버퍼를 제공 할 수 있습니다.

@SpheroPefhany가 대답 한 것에 더하여, 주어진 유전체의 온도 사양은 본질적으로 온도에 따른 커패시턴스 변화와 관련이 있습니다. 주변 온도를 제어하더라도 온도가 상승하면 응용 제품의 유효 정전 용량을 낮춰야 할 수 있습니다. 로컬 온도 변동은 회로에서 노이즈로 표시됩니다.

세라믹 커패시터는 DC 바이어스가 높을수록 유효 커패시턴스가 현저히 낮으며, 이는 높은 정격 전압이 불가능한 경우 클래스 1 유전체가 대략적으로이 정도의 어려움을 겪을 경우 디커플링 또는 바이 패스 상황에서 문제가됩니다.

종료 노트

나는 일반적으로 동일한 유전체 및 패키지 크기에 대해 평판이 좋은 MFG 세트의 동등한 부품이 모든 응용 분야에서 상호 교환 할 수있을 정도로 가깝다는 것을 관찰했습니다. 불완전한 목록 : Murata, TDK, Samsung, Kemet, Yageo

2 계층 MFG 및 일반 중국 대중 시장 부품으로 이동하면 모든 것이 가능합니다.

— 끔찍한
소스

시장 효과로 인해 일반적인 패키지에서 높은 커패시턴스 또는 고전압을 가진 NP0 캡을 찾기가 어려워 진다고 말하는 것은 사실이 아닙니다. 그 이유는 유전체의 특성으로 인해 세라믹의 유전 상수가 너무 낮기 때문에 1uF 0805 NP0 커패시터를 만드는 것이 불가능하기 때문입니다. 세라믹 유전체의 획기적인 발전으로, 아무것도 바뀌지 않을 것입니다

— C_Elegans

@C_elegans 두 가지를 함께 읽고 있습니다. 패키지 크기는 그 일부이지만 클래스 1은 패키지 크기에 따라 더 높은 값으로 제공되지 않는 경우가 많습니다. 물론 제조 가능성이 작은 끝 부분에 제한이 값에 대한 수요가 있다면,하지만 당신은 다른 값을 가지고있는 것처럼 부품 및 특별 패키지 스택을 참조하십시오 것

— crasic

어떤 패키지를 언급하고 있습니까? Mouser는 0201-5550의 NP0 캡을 가지고 있습니다 (무엇이든). 구멍 부품을 의미합니까?

— C_Elegans

$1\mathrm{Hz}$ $\mathrm{kHz}$
$1\mathrm{MHz}$

이것이 왜 문제입니까?
아마도이 세상에서 거의 모든 것과 같이, 커패시터는 잘 정의 된 전달 함수를 가진 객체 일 수 있습니다.

개략도

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

$H_c(j\omega)$

인수 [H_{씨} (제이 ω)] = {\begin{cases} 제이 케이 ω & 에프 > 조금 케이 H 지 \\ 제이 피 (ω) \neq 제이 케이 ω & 에프 위의 한계보다 낮습니다 \end{cases}

$\arg \big[H_c(j\omega)\big]= \begin{cases} jk\omega & f>\text{few $\mathrm{kHz}$}\\ jp(\omega)\neq jk\omega & f\text{ is below the above limit} \end{cases}$

$\omega=2\pi f$ $f$
$k$
$p(\omega)$ $\omega$ $k\omega$ $\omega\to\infty$

$p(\omega)$

— 다니엘레 탐 피레이
소스

오디오 애플리케이션에 가장 적합한 커패시터 유형은 무엇입니까?

— Edgar Brown

diyAudio.com에서 논의한 일부 실험자들은 이동 코일 비닐 오디오 RIAA 보상 회로에 러시아 / 소비에트 시대 테프론 커패시터 만 사용합니다. 저잡음 션트 -VDD 레귤레이터가 내장 된 NJFET.

— analogsystemsrf

@EdgarBrown-일반적으로 영화는 신호 경로 내 오디오 앱을위한 최고의 선택입니다. 하지만 세라믹은 어떤 종류의 회로를 사용하든 공급 바이 패스 / 디커플링에 사용할 수 있습니다.

— ThreePhaseEel

@EdgarBrown : ThreePhaseEel 그의 의견에 쓴, 오디오 애플리케이션 용 신호 경로에 위치에 최고의 커패시터는 최고의 커패시터가 없다는 것을 말할 것입니다 순수 주의자가있는 경우에도, 아마 필름 콘덴서입니다 더 커패시터 즉 직접 커플 링,. 그러나 직접 결합 회로를 설계하기가 어려운 밸브 회로에서는 금속 화 된 운모 커패시터도 보았습니다.

— Daniele Tampieri