瓷片电容技术参数有哪些？

瓷片电容技术的发展历程：1900年意大利L.隆巴迪发明陶瓷介质电容；30年代末人们发现在陶瓷中添加钛酸盐可使介电常数成倍增长，因而制造出较便宜的瓷介质电容；1940年前后人们发现了现在的瓷片电容技术参数的主要原材料BaTiO3(钛酸钡)具有绝缘性后，开始将瓷片电容技术参数使用于对既小型、精度要求又极高的军事用电子设备当中

1960年左右陶瓷叠片电容作为商品开始开发

1970年，随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来，瓷片电容成为电子设备中不可缺少的零部件，而其中技术参数也是学者们研究的重点

现在的陶瓷介质电容的全部数量约占电容市场的70%左右

因为陶瓷介质电容的绝缘体材料主要使用陶瓷，其基本构造是将陶瓷和内部电极交相重叠

陶瓷材料有几个种类

自从考虑电子产品无害化特别是无铅化后，高介电系数的PB（铅）退出瓷片电容技术参数领域，现在主要使用TiO2(二氧化钛)、BaTiO3,CaZrO3(锆酸钙)等

和其它的电容相比具有体积小、容量大、耐热性好、适合批量生产、价格低等优点

由于原材料丰富，结构简单，价格低廉，而且电容量范围较宽（一般有几个PF到上百μF），损耗较小，电容量温度系数可根据要求在很大范围内调整

瓷片电容技术参数品种繁多，外形尺寸相差甚大从0402（约1×0.5mm）封装的贴片电容到大型的功率瓷片电容

按使用的介质材料特性可分为Ⅰ型、Ⅱ型和半导体瓷片电容；按无功功率大小可分为低功率、高功率瓷片电容；按工作电压可分为低压和高压瓷片电容；按结构形状可分为圆片形、管型、鼓形、瓶形、筒形、板形、叠片、独石、块状、支柱式、穿心式等

瓷片电容的分类：瓷片电容技术参数从介质类型主要可以分为两类，即Ⅰ类瓷片电容技术参数和Ⅱ类瓷片电容技术参数

Ⅰ类瓷片电容技术参数（ClassⅠceramiccapacitor），过去称高频瓷片电容技术参数（High-freqencyceramiccapacitor），是指用介质损耗小、绝缘电阻高、介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容

它特别适用于谐振回路，以及其它要求损耗小和电容量稳定的电路，或用于温度补偿

Ⅱ类瓷片电容技术参数（ClassⅡceramiccapacitor）过去称为为低频瓷片电容技术参数（Lowfrequencycermiccapacitor），指用铁电陶瓷作介质的电容，因此也称铁电瓷片电容技术参数

这类电容的比电容大，电容量随温度呈非线性变化，损耗较大，常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中

常见的Ⅱ类瓷片电容技术参数有：X7R、X5R、Y5V、Z5U其中：X7R表示为：第一位X为最低工作温度-55℃，第二位的数字7位最高工作温度+125℃，第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%；X5R表示为：第一位X为最低工作温度-55℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%；Y5V表示为：第一位Y为最低工作温度-30℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母V为随温度变化的容值偏差+22%，-82%±15%

Z5U表示为：第一位Z为最低工作温度+10℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母U为随温度变化的容值偏差+22%，-56%

半导体制冷又称温差电制冷、或热电制冷。是未来电冰箱制冷技术发展的一个方向。半导体制冷是利用特种半导体材料，制成制冷器件，通电后直接制冷，因此得名半导体制冷。

用两种不同金属组成一对热电偶，当在热电偶中通以直流电流时，将在电偶的不同结点处，产生吸热和放热现象，这种现象称为珀尔帖效应。

利用珀尔帖效应制成的半导体制冷器的电偶，是由一种特制的N型和P型半导体组成的。N型半导体是靠电子导电的，而P型半导体是靠所谓“空穴”来导电的。

不论N型半导体中的自由电子，还是P型半导体中的空穴，它们都参与导电，统称为“载流子”，由“载流子”导电的现象，是半导体所特有的。

半导体制冷原理是把一个P型半导体和一个N型半导体，用铜连接片焊接而成电偶对，如图2-7所示。当直流电流从N型半导体流向P型半导体时，则在2、3端的铜连接片上产生吸热现象，此端称为冷端；而在1、4端的铜连接片上产生放热现象，此端称为热端。如果电流方向反过来，则冷、热端将互换。

图2-7 半导体制冷器电偶对的工作原理

当这个制冷器件中通入一定数量的直流电时，冷端会逐渐冷却下来，并出现结霜；而热端的温度逐渐升高，并向周围环境放热。载流子在金属和半导体中的势能大小是不同的，所以载流子在流过结点时，必然会引起能量的传递。当电流的极性如图2-7所示，电子从电源负极出发经金属片—结点4—P型半导体—结点3—金属片—结点2—N型半导体—结点1—金属片，回到电源正极。由于左半部是P型半导体，导电方式是空穴型的，空穴的流动方向与电子流动方向相反。所以空穴是从金属片—结点3—P型半导体—结点4—金属片，回到电源负极。

空穴在金属中具有的能量、低于在P型半导体中空穴所具有的能量：当空穴在电场作用下，由金属片通过结点3到达P型半导体时，必须增加一部分能量，但空穴本身是无法增加能量的，只有从金属片中吸收能量、并把这部分热能转变为空穴的势能，因此，在结点3处的金属片被冷却下来。当空穴沿P型半导体通向结点4流向金属片时，由于P型半导体中空穴能量大于金属中空穴的能量，因而要释放出多余的势能，并将其以热能的形式放出来，所以结点4处的金属被加热。

图2-7中右半部是N型半导体与金属的联结，是靠自由电子导电的，而电子在金属中的势能低于N型半导体中电子的势能。在电场作用下，电子从金属中通过结点2到达N型半导体时，必然要增加势能，这部分势能也只能从金属片的热能取得，因此使结点2处的金属片“冷却”下来。当电子从N型半导体经过结点1流向金属片时，因电子是由势能较高的地方流向势能较低的地方，故释放出多余的势能，并将其变成热能，使结点1处的金属片加热，这样上部的金属片被冷却下来，成为冷端；而下部的两个联接片均放出热量，成为热端。

当电源正负极性调换时，因电子空穴的流动方向将与上述相反，故冷热端将互换。

综上所述，半导体制冷的吸热和放热是由载流子（电子和空穴）流过结点时，由势能的变化而引起能量的传递，这就是半导体制冷的本质。

由于一个电偶对产生的热电效应较小（一般约为1.163W左右，视元件的尺寸大小而异），所以实际应用时是将数十个电偶对串联起来，将冷端放在一起，热端放在一起，称为热电堆，将热电堆和热交换器用焊接方式连接起来制成半导体制冷器，如图2-8所示。其特点是结合强度高、接触热阻小，适用于热流密度较大的情况。为了保持电绝缘，在热电堆和热交换器之间用金属化瓷片材料进行绝缘。

图2-8 半导体制冷器的热电堆

我国目前应用的制冷半导体材料，多数是以碲化铋为基体的三元固熔体合金，其中P型材料是Bi2Te3-Sb2Te3；N型材料是Bi2Te3-Bi2Se3。由于半导体材料性能的限制，目前半导体制冷的效率比一般压缩式要低，耗电量约大1倍。但在几十瓦小能量的情况下，由于半导体制冷器的效率与能量大小无关，故对微小型制冷装置，反而比压缩式经济。此外由于半导体制冷器必需使用直流电源，价格贵，使它的应用受到一定的限制。

---