Kur ndërtojnë kondensatorë qeramikë me shumë shtresa (MLCC), inxhinierët elektrikë shpesh zgjedhin dy lloje dielektrike në varësi të aplikimit - Klasa 1, dielektrikë të materialit joferroelektrik si C0G/NP0 dhe Klasa 2, dielektrikë të materialit ferroelektrik si X5R dhe X7R.Dallimi kryesor midis tyre është nëse kondensatori, me rritjen e tensionit dhe temperaturës, ende ka stabilitet të mirë.Për dielektrikët e klasës 1, kapaciteti mbetet i qëndrueshëm kur aplikohet një tension DC dhe temperatura e funksionimit rritet;Dielektrikët e klasës 2 kanë një konstante dielektrike të lartë (K), por kapaciteti është më pak i qëndrueshëm nën ndryshimet në temperaturë, tension, frekuencë dhe me kalimin e kohës.
Megjithëse kapaciteti mund të rritet nga ndryshime të ndryshme të dizajnit, si ndryshimi i sipërfaqes së shtresave të elektrodës, numri i shtresave, vlera K ose distanca midis dy shtresave të elektrodës, kapaciteti i dielektrikëve të klasës 2 përfundimisht do të bjerë ndjeshëm kur aplikohet një tension DC.Kjo është për shkak të pranisë së një fenomeni të quajtur paragjykim DC, i cili bën që formulimet ferroelektrike të klasës 2 të përjetojnë përfundimisht një rënie të konstantës dielektrike kur aplikohet një tension DC.
Për vlerat më të larta K të materialeve dielektrike, efekti i paragjykimit DC mund të jetë edhe më i rëndë, me kondensatorët që potencialisht humbasin deri në 90% ose më shumë të kapacitetit të tyre, siç tregohet në diagram.
Forca dielektrike e një materiali, dmth voltazhi që mund të përballojë një trashësi e caktuar e materialit, mund të ndryshojë gjithashtu efektin e paragjykimit DC në një kondensator.Në SHBA, forca dielektrike zakonisht matet në volt/mil (1 mil është 0,001 inç), diku tjetër matet në volt/mikron dhe përcaktohet nga trashësia e shtresës dielektrike.Si rezultat, kondensatorë të ndryshëm me të njëjtën kapacitet dhe tension të njëjtë mund të performojnë dukshëm ndryshe për shkak të strukturave të tyre të ndryshme të brendshme.
Vlen të përmendet se kur voltazhi i aplikuar është më i madh se forca dielektrike e materialit, shkëndija do të kalojë përmes materialit, duke çuar në një ndezje të mundshme ose rrezik shpërthimi në shkallë të vogël.
Shembuj praktikë se si gjenerohet paragjykimi DC
Nëse marrim parasysh ndryshimin e kapacitetit për shkak të tensionit të funksionimit në lidhje me ndryshimin e temperaturës, atëherë zbulojmë se humbja e kapacitetit të kondensatorit do të jetë më e madhe në temperaturën specifike të aplikimit dhe tensionin DC.Merrni për shembull një MLCC të bërë nga X7R me një kapacitet prej 0,1 µF, një tension të vlerësuar prej 200 VDC, një numërim të shtresave të brendshme prej 35 dhe një trashësi prej 1,8 mils (0,0018 inç ose 45,72 mikron), kjo do të thotë se kur punon në 200 VDC shtresa përjeton vetëm 111 volt/mil ose 4,4 volt/mikron.Si një llogaritje e përafërt, VC do të ishte -15%.Nëse koeficienti i temperaturës së dielektrikut është ±15%ΔC dhe VC është -15%ΔC, atëherë TVC maksimale është +15% – 30%ΔC.
Arsyeja për këtë ndryshim qëndron në strukturën kristalore të materialit të Klasit 2 të përdorur - në këtë rast titanat barium (BaTiO3).Ky material ka një strukturë kristalore kubike kur temperatura Curie arrihet ose më lart.Megjithatë, kur temperatura kthehet në temperaturën e ambientit, ndodh polarizimi pasi ulja e temperaturës bën që materiali të ndryshojë strukturën e tij.Polarizimi ndodh pa asnjë fushë elektrike ose presion të jashtëm dhe kjo njihet si polarizim spontan ose ferroelektricitet.Kur një tension DC aplikohet në material në temperaturën e ambientit, polarizimi spontan lidhet me drejtimin e fushës elektrike të tensionit DC dhe ndodh një ndryshim i polarizimit spontan, duke rezultuar në një reduktim të kapacitetit.
Në ditët e sotme, edhe me mjetet e ndryshme të projektimit në dispozicion për të rritur kapacitetin, kapaciteti i dielektrikëve të klasës 2 ende zvogëlohet ndjeshëm kur aplikohet një tension DC për shkak të pranisë së fenomenit të paragjykimit DC.Prandaj, për të siguruar besueshmërinë afatgjatë të aplikacionit tuaj, duhet të merrni parasysh efektin e paragjykimit DC në komponent, përveç kapacitetit nominal të MLCC kur zgjidhni një MLCC.
Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., themeluar në vitin 2010, është një prodhues profesionist i specializuar në makinerinë e zgjedhjes dhe vendosjes SMT, furrën e ripërtëritjes, makinën e printimit të shablloneve, linjën e prodhimit SMT dhe produkte të tjera SMT.Ne kemi ekipin tonë të R & D dhe fabrikën tonë, duke përfituar nga Kërkimi dhe Zhvillimi ynë i pasur me përvojë, prodhimi i trajnuar mirë, fitoi reputacion të madh nga klientët në mbarë botën.
Ne besojmë se njerëzit dhe partnerët e mëdhenj e bëjnë NeoDen një kompani të shkëlqyer dhe se angazhimi ynë ndaj Inovacionit, Diversitetit dhe Qëndrueshmërisë siguron që automatizimi SMT të jetë i aksesueshëm për çdo hobiist kudo.
Koha e postimit: Maj-05-2023