温度変化に伴う静電容量の変化は?
C0G および NP0 クラス 1 セラミックの温度特性においては、温度の変化に対する静電容量の著しい変化はみられません。
一般的に、熱によってクラス2 コンデンサの静電容量は低下しますが、 キュリー点 (BaTiO3では約120℃)付近では静電容量が増加します。これは、セラミックの結晶構造が正方晶から立方晶に変化することで誘電率が上昇するためです。
EIAやJIS規格では、使用温度範囲内では静電容量の変化が規定の許容差を超えないことが記載されています。セラミックの化学成分は規格の一部ではありません。コンデンサのメーカーは、コンデンサの性能を変えるために、誘電体にさまざまな添加剤を使用しています。これらの添加剤は、キュリー点を室温に近づけたり(例:Z5U)、誘電率曲線を滑らかにしたり(例:X7R)することができます。前者は最も高いアンバイアス誘電率を持ち、後者は温度安定性を高めるために最大誘電率を低くしています。
これらの処方は独自のものであり、すべてのコンデンサが同じように作られているわけではありません。
変化する温度係数に基づいて製品を選択するために、当社のコンデンサのディレクトリでフィルタが利用可能です。 (図 1)
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図1:MLCCの温度係数によるDigi-Keyの検索フィルタ
下図はいくつかのMLCCの温度特性のグラフです。
図2:10nF、50V、EIA0603MLCCのATCグラフ
温度がESR に与える影響は何ですか?
温度自体はESR に影響を与えません。ESR は通常、以下のような数式で表されます。
ESR = DFXc = DF/2πfC (式 1)
温度は実際コンデンサの性能に影響を与えます。材料の温度特性は、コンデンサの最大定格動作温度を規定しています。例えば、X7Rは125℃まで動作するように定義されているのに対し、X5Rは85℃まで動作するように定義されています。回路環境の温度とコンデンサの自己発熱(リップル電流による)を合わせた温度は、コンデンサの最大定格温度を超えることはできません。X7Rについて、もし回路動作温度が100℃であれば、リップル電流で25℃を超えて自己発熱することは許容できません。
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