ZHCT400A august 2020 – August 2020 PCM1860 , PCM1861 , PCM1862 , PCM1863 , PCM1864 , PCM1865 , PCMD3140 , TLV320ADC3120 , TLV320ADC3140 , TLV320ADC5120 , TLV320ADC5140 , TLV320ADC6120 , TLV320ADC6140
2 電容器技術
多層陶瓷電容器 (MLCC) 因其容積效率和相對較低的價格而在許多應用中廣受歡迎。此電容器技術的優勢主要在于其使用特殊的電介質材料。要了解原因，請回想一下，簡單并聯極板電容器的電容符合公式 1。
其中 k 是放置在極板之間的電介質材料的相對介電常數（簡稱介電常數），ε0 是自由空間的介電常數，A 是電容器極板的面積，d 是極板之間的距離。
公式 1 表明，對于給定的電容值，具有較高介電常數的材料可實現較小的電容器體積。這解釋了具有特定額定電壓的 10μF 電容器的尺寸差異很大，因為完全取決于電容器的電介質。
MLCC 電容器分為不同的類別，主要取決于其熱范圍和該范圍內的穩定性。II 類陶瓷通常被稱為“高 k”，因為它們的相對介電常數范圍介于 3,000 (X7R) 到 18,000 (Z5U)。相比之下，I 類 C0G/NP0 電容器的相對介電常數往往在 6 到 200 之間。它們是“高性能”陶瓷電容器，因為它們的電容比大多數其他電介質更穩定。
使用聚乙烯或聚丙烯等材料的塑料薄膜電容器往往具有更低的相對介電常數（通常小于 3），并且還具有很好的穩定性。表 1 顯示了電容器中使用的一些常見電介質材料的相對介電常數。
| 材料 | εr (k) |
|---|---|
| 真空吸塵器 | 1 |
| 聚硫乙烯 | 3 |
| 聚對苯二甲酸乙二醇酯 | 3.3 |
| 聚丙烯 | 2.2 |
| 浸漬紙 | 2 至 6 |
| 聚脂薄膜 | 3.1 |
| 云母 | 6.8 |
| 氧化鋁 | 8.5 |
| 五氧化二鉭 | 27.7 |
| 順電陶瓷（Ⅰ 類） | 5 至 90 |
| 鈦酸鍶 | 310 |
| 鈦酸鋇（II 類） | 3,000 至 8,000 |
在智能揚聲器等便攜式電子產品中[1]，由于尺寸小且成本低，因此使用高 k MLCC 是很有吸引力的。不過，請務必注意，雖然它們的相對介電常數非常高，但它們的電容會隨施加的電壓和溫度而顯著變化，這會降低信號鏈性能。電容的這種變化主要是由于在電介質中使用了高濃度的鈦酸鋇。鈦酸鋇本質上為鐵電，這意味著增加材料內的電場強度會降低其相對介電常數。根據公式 1，這也會導致電容減小。因此，向電容器施加時變電壓會導致時變電容，從而使流經電容器的電流失真。電容隨施加電壓的變化稱為電容器的電壓系數，這可能是電容器阻抗相對較高的低頻頻譜中的主要失真源。此外，隨著信號幅度的增加，會出現更大的失真。在較高的頻率下，由于電容器阻抗較低，失真不太明顯，因此電容器上的壓降可忽略不計。