中心議題：

• 各種電容器的特性比較
• 片狀獨石陶瓷電容器的缺點介紹
• 需要注意溫度特性和直流電壓特性

解決方案：

• 施加直流1.25V電壓進行測定

片狀獨石陶瓷電容器已誕生近50年nian。其qi間jian，片pian狀zhuang獨du石shi陶tao瓷ci電dian容rong器qi通tong過guo介jie電dian體ti層ceng的de薄bo型xing化hua以yi及ji新xin型xing介jie電dian體ti材cai料liao的de開kai發fa
，穩wen步bu實shi現xian小xiao型xing化hua和he大da容rong量liang化hua。由you此ci，片pian狀zhuang獨du石shi陶tao瓷ci電dian容rong器qi逐zhu漸jian從cong率lv先xian普pu及ji的de鋁lv電dian解jie電dian容rong器qi、鉭電解電容器
、薄膜電容器手中奪取市場
，勢力範圍不斷擴大（圖1）。比如靜電容量範圍在10μ～100μF的產品中
，2002年片狀獨石陶瓷電容器的所占比例幾乎為零，但隨著向小型化和大容量化方向發展
，到2005年可向市場投放產品中
，片狀獨石陶瓷電容器的所占比例就升至約1/3，到2007年更是提高到了約2/3（圖2）。
 

圖1：應用範圍不斷擴大的片狀獨石陶瓷電容器以額定電壓為縱軸，以靜電容量為橫軸

圖2：大容量產品的所占比例按照不同的靜電容量對電容器的總需求進行了統計
，分別明確了片狀獨石陶瓷電容器、鋁電解電容器、鉭電解電容器各自所占比例。　

從圖中可以看出，片狀獨石陶瓷電容器在大容量產品中的比例在逐年提高。　　

本ben圖tu顯xian示shi了le各ge種zhong電dian容rong器qi的de產chan品pin範fan圍wei。片pian狀zhuang獨du石shi陶tao瓷ci電dian容rong器qi迅xun速su向xiang大da容rong量liang化hua方fang向xiang推tui進jin，其qi範fan圍wei逐zhu漸jian擴kuo大da。而er鋁lv電dian解jie電dian容rong器qi和he鉭tan電dian解jie電dian容rong器qi也ye在zai努nu力li向xiang高gao耐nai壓ya化hua和he大da容rong量liang化hua方fang向xiang發fa展zhan，以yi追zhui趕gan片pian狀zhuang獨du石shi陶tao瓷ci電dian容rong器qi。　　

片狀獨石陶瓷電容器與鋁電解電容器和鉭電解電容器的市場邊界產品為，額定電壓10V左右時容量為100μF，數十V時則為數十μF。今後，這一界限無疑將進一步向著大靜電容量的方向移動。　　

ESR較低，對異常電壓耐受性強　　

對(dui)片(pian)狀(zhuang)獨(du)石(shi)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)器(qi)擴(kuo)大(da)勢(shi)力(li)範(fan)圍(wei)起(qi)到(dao)推(tui)動(dong)作(zuo)用(yong)的(de)是(shi)小(xiao)型(xing)化(hua)和(he)大(da)容(rong)量(liang)化(hua)。不(bu)過(guo)
，在(zai)為(wei)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)選(xuan)擇(ze)電(dian)容(rong)器(qi)時(shi)
，要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)特(te)性(xing)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)和(he)靜(jing)電(dian)容(rong)量(liang)。片(pian)狀(zhuang)獨(du)石(shi)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)器(qi)絕(jue)不(bu)是(shi)萬(wan)能(neng)的(de)。在(zai)擁(yong)有(you)長(chang)處(chu)（優點）的同時

，也同樣存在短處（缺點），因此需要對片狀獨石陶瓷電容器的各種特性加以注意。　　
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這裏通過表1列出了片狀獨石陶瓷電容器
、鋁電解電容、鉭電解電容器的相互比較結果。片狀獨石陶瓷電容器的優點有兩個。
 

表1 各種電容器的特性比較　　

 

一個是等效串聯阻抗（ESR：Equivalent Series ResiSTance）較小，因此頻率特性出色。ESR是指電容器內部電極等的阻抗。這一阻抗較大的話
，除了判斷噪聲吸收特性優劣的依據
、即阻抗的頻率特性會變差之外
，阻抗導致的發熱也不容忽視。因此，在安裝於微處理器、DSP及MCU等半導體芯片的周圍，用於對噪聲進行吸收的去耦用途時
，較低的ESR值是不可或缺的要素。　　

另一個是對異常電壓具有較強的耐受性。比如，以額定電壓為16V、靜電容量為10μF的產品進行直流擊穿電壓的比較時，鋁電解電容器隻有30V
，鉭電解電容器也不過30～60V。而片狀獨石陶瓷電容器極高，可以達到約200V。yinci，jishidianzishebeiyinmouzhongyuanyinerchuxianlelangyongdianyahuomaichongdianyashi，ruguopeibeideshipianzhuangdushitaocidianrongqidehua，rengkejiangjueyuanjichuandaozhiguzhangdekenengxingkongzhizaijiaodishuizhunshang。　　

需要注意溫度特性和直流電壓特性　　

而另一方麵，片狀獨石陶瓷電容器的缺點大致有兩個。　　

第一是溫度特性較差。具體體現為靜電容量著溫度而變化的幅度較大。鋁電解電容器的容量變化在-55～+125℃的溫度範圍內為±15％左右，而片狀獨石陶瓷電容器不同，有的種類（比如F特性的產品）在+30～-80％的de範fan圍wei內nei便bian會hui大da幅fu變bian化hua。因yin此ci，在zai將jiang片pian狀zhuang獨du石shi陶tao瓷ci電dian容rong器qi用yong於yu汽qi車che車che內nei等deng高gao溫wen環huan境jing下xia或huo滑hua雪xue場chang等deng寒han冷leng環huan境jing下xia的de電dian子zi設she備bei時shi，需xu要yao在zai考kao慮lv了le容rong量liang變bian化hua的de基ji礎chu上shang來lai設she計ji電dian子zi電dian路lu。　　

不過，要注意的是，溫度特性較差的缺點隻存在於介電體材料使用鈦酸鋇（BaTiO3）的高介電常數型（2類，CLASS-II）片狀獨石陶瓷電容器中。使用氧化鈦（TiO2）的1類（CLASS-I）片狀獨石陶瓷電容器，在-55～+125℃範圍內的容量溫度係數最大隻有±60ppm/℃。但目前氧化鈦存在介電常數較小的問題，因此未能實現大容量產品。　　

第二是存在直流電壓特性（DC偏壓特性）。直流電壓特性是指在向片狀獨石陶瓷電容器施加直流電壓後實際靜電容量會減少的現象（圖3）。比如，在向額定電壓為6.3V、靜電容量為100μF的片狀獨石陶瓷電容器實施加直流4V電壓時，如果是B特性產品的話，靜電容量就會減少約20％
，F特性產品甚至會減少約80％。而鋁電解電容器和鉭電解電容器則不會出現這種現象。

圖3：直流電壓特性片狀獨石陶瓷電容器具有施加直流電壓後實際靜電容量減少的特性。這也被稱為DC偏壓特性　　

因此，在選擇片狀獨石陶瓷電容器時
，需要事先測定信號的直流電壓成分

，掌握實際靜電容量的減少程度（參閱“考慮DC偏壓因素的標記方法，JEITA實施標準化”）。不過，“利用最尖端微細加工技術製造的半導體芯片，其電源電壓已經降低到了非常低的程度。最近，在1.0V左右的電壓下工作的芯片也不罕見。因此，直流電壓特性的問題還不顯著”（村田製作所 元器件事業本部 本部長 山內公則）。　　

另外，出現直流電壓特性問題的也僅限於2類產品。原因是鈦酸鋇為強介電體的緣故。因此
，使用本身為順電體的氧化鈦的1類產品不會發生直流電壓特性問題。　　

考慮DC偏壓因素的標記方法，JEITA實施標準化　　

片狀獨石陶瓷電容器的靜電容量容易隨著被施加的直流電壓而變化。即所謂的DCpianyatexing。yinci，zaishijiyongyudianzidianlushi，dedaoderongliangyuguigeshuomingshushangdeshuzhibuyiyangdeshiqingyeshiyoufasheng。dianzishebeideshejirenyuanruguobuzhangwoDC偏壓特性的話，最壞的情況是設計出來的電子設備甚至可能會無法正常工作。　　

為此，日本電子信息技術產業協會（JEITA）於2007年製定了“JEITA RCX-2326”標biao準zhun規gui格ge
，要yao求qiu在zai性xing能neng指zhi性xing中zhong標biao識shi在zai施shi加jia直zhi流liu電dian壓ya的de狀zhuang態tai下xia測ce定ding的de容rong量liang值zhi。該gai標biao準zhun規gui格ge規gui定ding的de片pian狀zhuang獨du石shi陶tao瓷ci電dian容rong器qi對dui象xiang是shi使shi用yong鈦tai酸suan鋇bei介jie電dian體ti材cai料liao的de2類產品。而且限定的是額定電壓為2.5V的產品。也就是說，該標準規格是以微處理器、DSP及MCU等的供電線路所使用的去耦用途為對象的。　　
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施加直流1.25V電壓進行測定　　

比較新標準規格與原標準規格“JIS C 5101-22”，不同之處彙總如下（表A）。
 

表A　針對直流電壓特性的現有規格與新規格的比較

　　

在靜電容量的測定上，新規格改為在施加1.25V直流電壓和0.1Vrms交流電壓的狀態下對容量進行測定。而原來的“JIS C 5101-22”規格並不要求施加直流電壓，隻是要求在施加0.5～1Vrms交流電壓的狀態下對容量進行測定。　　

另外，有關靜電容量的容許偏差和溫度特性的測定也改為在施加1.25V直流電壓的狀態下進行測定。而原規格則不要求施加直流電壓。　　

這(zhe)一(yi)新(xin)規(gui)格(ge)的(de)製(zhi)定(ding)，無(wu)疑(yi)可(ke)使(shi)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)更(geng)為(wei)輕(qing)鬆(song)地(di)選(xuan)用(yong)對(dui)自(zi)己(ji)來(lai)說(shuo)最(zui)佳(jia)的(de)片(pian)狀(zhuang)獨(du)石(shi)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)器(qi)。目(mu)前(qian)
，村(cun)田(tian)製(zhi)作(zuo)所(suo)已(yi)向(xiang)市(shi)場(chang)投(tou)放(fang)了(le)符(fu)合(he)新(xin)規(gui)格(ge)要(yao)求(qiu)的(de)產(chan)品(pin)。