shusu

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说说 MLCC 的 ESR

2020-3-3 14:42:15 显示全部楼层
在片式多层元器件类型中,ESR(Res)主要由介质层电阻、内电极层电阻、各接触面电阻和端电极电阻等四个方面组成;其中各接触面电阻包括端电极与内电极的接触,不同的端电极电镀层间的接触等;Res对频率是较为敏感的,并随频率的增加而增加,因为:
1.接触电阻-电极间接触形成的间隙式裂缝是容性阻抗(Z=1/(2*pi*f*C)),从而导致Res在刚开始时随频率的增加而下降。
2.趋肤效应-内电极和端电极由于趋肤效应,阻抗随频率的增加而增加,最终将抵消接触电阻所产生ESR下降的影响。
3.电介质极化-随电介质中的极化定向,大量的能量被储备,从而呈现阻抗随频率增大而增大。

ESR各组成电阻
1、内电极层自身电阻:
内电极层可以认为是一个给定厚度、长宽参数的金属平面薄板,因此其自身电阻取决与L/W的比例,但由于是通过涂抹工艺(丝网叠印)制成,它有着不太规则的厚度及一些空洞区域等缺陷,这些空洞区域在低频时呈现的高阻特性,而当频率增大,在中间夹杂介质的分流作用下(容抗),减小了整个器件的阻抗。但随着频率进一步增加,到较高频时,出现趋肤效应,导致呈现的阻抗增
加。
2、接触电阻:
从微观角度看,任何光滑的表面都是凹凸不平的,因此,两个接点接触时,不可能是整个接触面接触,而是有限点的接触,差异取决于表面光滑程度和接触压力的大小。
真正的接触电阻包括:
集中电阻——电流通过接触面,由于接触面缩小而导致电流线收缩所显示的电阻,通常称为集中电阻;
界面电阻——由于接触表面所形成膜层而构成的膜层电阻或称界面电阻。
同样的,内电极一端与端电极的接触面并不是很完美,这个电极接触端面不规则,则其相应接触电阻也会由于接触点的电流集中及相应热区效应而不同。工艺上应尽量避免该接触面的不规则,不然将会降低长期使用的功率承载能力。事实上,虽然接触表面面一些地方有两金属的合金生成,但大多数仍旧是“物理”的接触,某些中间的膜层为玻璃粉,可以认为这些接点是一个具有阻性和容性的元素,因此在低频时,阻值较大;在高频时,又会呈现较低的阻抗。由于,接触电阻直接受内电极层的L/W比例影响,往往把内电极层电阻和接触电阻看成一体。
3、介质层电阻:
在电场中,介质分子极化过程中要损耗一些能量。它的大小主要受介质常数K和环境温度的影响。
4、端电极自身电阻:
影响很小,一般可以省略不考虑。
本文引用
《无源滤波元器件-电容的介绍和深入认识》百度上的华为资料
《陶瓷电容的基础知识》茂研科技
来源: 硬件十万个为什么

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