Зависимость ёмкости керамических конденсаторов от температуры и напряжения
Керамические конденсаторы изготавливаются на осное диэлектриков разных типов, классифицируемых, в первую очередь, по ТКЕ. Соответственно, ёмкость конденсатора имеет зависимость от температуры. Однако, диэлектрик причисляется к тому или иному классу только в зависимости от его ТКЕ. То есть классифицироваться как "X7R" могут совершенно разные диэлектрики. Более того, один из западных инжеренов (Марк Фортунато) изучил даташиты нескольких известных производителей (Murata, TDK) на предмет зависимости ёмкости от приложенного напряжения и типоразмера элемента и получил интересные зависимости.
Оказалось, что керамические конденсаторы меньшего типоразмера больше подвержены изменению ёмкости при повышении приложенного напряжения. Данная зависимость отражена на графике ниже:
Если взять более широкий ряд конденсаторов, то можно заметить, что данные зависимости характерны для всех керамических конденсаторов в целом.
Из этого графика можно сделать несколько основных выводов:
- При увеличении типоразмера уменьшается изменение ёмкости в зависимости от приложенного напряжения, и наоборот.
- В отличии от типа диэлектрика и типоразмера, номинальное напряжение, похоже, ни на что не влияет. Например, судя по графику для X5R типоразмера 1206 мы видим, что конденсатор на 6,3В на самом деле ведёт себя лучше, чем конденсаторы X5R 1206 на большее номинальное напряжение. Возможно, в данном единичном случае это ошибка в данных даташита, однако зависимость изменения ёмкости от номинального напряжения, похоже действительно отсутствует.
- Диэлектрик с лучшей термостабильностью при том же типоразмере имеет меньшую чувствительность к изменениям напряжения. Данный вывод можно сделать сравнивая графики X7R и X5R одного типоразмера. Не факт, что данное правило универсально для всех моделей на рынке, но с конденсаторами Murata это так.
Для сравнения фото конденсаторов различных типоразмеров. Шаг сетки 5мм.
Читайте даташиты на все элементы, которые используете!