세라믹 커패시터의 작동 원리 및 분류

커패시터는 전기장의 형태로 에너지를 저장하는 전기 장치이다. 이는 유전체 또는 비전도성 물질로 분리된 두 개의 금속판으로 구성됩니다. 커패시터 유형은 크게 고정 정전 용량과 가변 정전 용량으로 구분됩니다. 가장 중요한 것은 고정된 정전 용량을 갖는 커패시터이지만 회전 또는 미세 조정 커패시터와 같이 가변 정전 용량을 갖는 커패시터도 있습니다. 고정용량 커패시터는 필름 커패시터, 세라믹 커패시터, 전해 커패시터, 초전도 커패시터로 구분됩니다. 이 기사에서는 세라믹 커패시터의 작동 원리, 구조 및 응용 특성을 간략하게 소개합니다.

1. 세라믹 커패시터의 극성

세라믹 커패시터는 세라믹 재료를 유전체로 사용하는 모든 전기 장치에서 가장 일반적으로 발견됩니다. 세라믹 커패시터는 무극성 장치이므로 극성이 없습니다. 따라서 회로 기판의 어느 방향으로든 연결할 수 있습니다. 따라서 일반적으로 전해 콘덴서보다 훨씬 안전합니다. 이는 아래 주어진 무극성 커패시터의 기호입니다. 탄탈륨 비드 커패시터와 같은 많은 유형의 커패시터에는 극성이 없습니다.

2. 세라믹 커패시터의 구조 및 성능

세라믹 커패시터에는 세 가지 주요 유형이 있지만 선택할 수 있는 다른 유형도 있습니다.

1. 수지 코팅을 사용한 스루홀 장착용 리드 디스크 세라믹 커패시터.

2. 표면 실장 다층 세라믹 커패시터(MLC).

3. PCB의 슬롯에 장착되도록 설계된 특수 유형의 전자레인지 베어 무연 디스크 세라믹 커패시터입니다.

세라믹 디스크 콘덴서는 위 그림과 같이 세라믹 디스크의 양면을 은접점으로 코팅하여 제작됩니다. 세라믹 디스크 커패시터는 약 10pF ~ 100μF의 정전 용량 값과 16V ~ 15KV 또는 그 이상의 다양한 정격 전압을 갖습니다.

더 높은 용량을 달성하기 위해 이러한 장치는 여러 층으로 구성될 수 있습니다. MLCC는 상유전성 재료와 강유전성 재료의 혼합물로 만들어지거나 금속 접점으로 적층됩니다. 적층 공정이 완료된 후 장치를 고온에 놓고 혼합물을 소결하면 원하는 특성을 가진 세라믹 재료가 생성됩니다. 마지막으로 결과 커패시터는 병렬로 연결된 여러 개의 작은 커패시터로 구성되어 커패시턴스가 증가합니다.

MLCC는 최소 층 두께가 약 0.5 마이크론인 500개 이상의 층으로 구성되어 있는 것으로 이해됩니다. 기술이 발전함에 따라 층의 두께는 감소하고 동일한 부피에서 정전용량은 증가합니다.

세라믹 커패시터 유전체는 제조업체마다 다르지만 일반적인 화합물에는 이산화티탄, 티탄산스트론튬 및 티탄산바륨이 포함됩니다.

세라믹콘덴서의 작동원리

3. 세라믹 콘덴서의 분류

다양한 세라믹 재료에 따라 저주파 세라믹 커패시터와 고주파 세라믹 커패시터로 나눌 수 있습니다. 구조적 형태에 따라 디스크 커패시터, 관형 커패시터, 직사각형 커패시터, 시트 커패시터 및 스루홀 커패시터와 같은 여러 유형의 커패시터로 나눌 수 있습니다. 세라믹 커패시터의 다양한 범주는 작동 온도 범위, 온도 드리프트 및 허용 오차에 따라 정의됩니다.

1. 클래스 I 세라믹 커패시터

이러한 유형의 커패시턴스는 주로 온도와 관련이 있습니다. 이는 가장 안정적인 커패시터이며 거의 선형 특성을 갖습니다.

유전체로 사용되는 가장 일반적인 화합물은 다음과 같습니다.

A. 양의 온도 계수를 갖는 티탄산마그네슘.

B. 음의 온도 계수를 갖는 커패시터용 티탄산칼슘.

2. 2종 세라믹 콘덴서

이러한 유형의 커패시터는 체적 효율 측면에서 더 나은 성능을 나타내지만 정확도와 안정성이 저하됩니다. 따라서 정확도가 중요하지 않은 디커플링, 커플링 및 바이패스 애플리케이션에 자주 사용됩니다.

A. 온도 범위: -50 ° C ~ +85 ° C

나. 소산계수 : 2.5%

C. 정확도 : 나쁨

3. 3종 세라믹 콘덴서

이러한 유형의 세라믹 커패시터는 체적 효율이 높고 정확도가 낮으며 손실률이 낮습니다. 고전압을 견딜 수 없습니다. 사용되는 유전체는 일반적으로 티탄산바륨입니다.

A. 클래스 III 커패시터는 정전 용량을 -22%에서 +50%까지 다양합니다.

B. 온도 범위는 +10°C ~ +55°C입니다.

다. 소산계수 : 3~5%.

D. 정확도가 상당히 낮습니다(보통 20% 또는 -20/+80%).

E. 일반적으로 정확도가 문제가 되지 않는 디커플링 또는 기타 전원 공급 장치 애플리케이션에 사용됩니다.

세라믹 커패시터의 작동 원리 및 분류

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