原创 陶瓷电容的直流偏压特性

个人公众号:硬件之路学习笔记

 一、基本概念

        由于陶瓷电容（MLCC）的电解质不同，造成其部分类型有直流偏压特性，具体表现为，其实际容量随其被施加的直流电压的增加而减小，如下图所示，其变化率与其温度系数与标称容量有关。

图1 MLCC的直流偏压特性

        二、那么哪些陶瓷电容会有直流偏置特性呢？

        高介电常数的MLCC，例如XR5、X6S、X7R等，会拥有直流偏置特性，同时其温度变化造成的容量误差也较大，而C0G作为温度补偿性MLCC，其不仅拥有极小的温度漂移系数，且其没有直流偏压特性。

            三、电路设计中如何体现直流偏置特性？

            假设我们要给一个LDO加输出电容，LDO输出电压为5V，推荐输出电容容值为5uF，为保证耐压裕度，我们选择耐压10V村田MLCC（暂不考虑误差和温度系数），经过查询，10uF，0805封装的某型号电容直流偏压特性如下图，其加5V直流电压时实际容值恰好在5uF，满足基本要求。

图2 0805封装,10V额定耐压的MLCC直流偏压特性曲线

        那么如果我们无法查询所用电容的直流偏压特性曲线时该如何保证实际电容满足设计要求呢？答案是增大封装。

        10uF 10V 1206封装的MLCC直流偏压特性如下图，其在施加5V直流电压时的实际容值为9.3uF，远高于0805封装的5uF。

图3 1206封装,10V额定耐压的MLCC直流偏压特性曲线

         同样额定容量的条件下，封装越小，其耐压越小，相对的其直流偏压特性越强，即其实际容量随所施加实际电压而下降的斜率越大。

        一般来说要获得良好的直流偏压特性，以10uF额定容值、X7R为例，额定耐压与推荐封装(英制)如下：

6.3V -- 0805、1206

10V -- 1206、1210

16V -- 1210

25V -- 1210、2220

50V -- 2220

        10nF及以下容值的MLCC，由于实际使用中会留两倍以上的电压裕度，所以其直流偏压特性可以忽略不计，因此可以任意选取封装。针对容量更大的MLCC才需要考虑到直流偏压特性尽量选取更大封装。

点击阅读：电容系列文章