認識陶瓷電容的溫度係數

陶瓷電容的溫度係數編碼的含義是一個常見的問題,這些編碼表示在一定的範圍內,電容量隨溫度的變化而規律地變化。理解這些編碼首先要知道編碼所符合的標準和等級分類。這些編碼主要被分為國際電工委員會(International Electrotechnical Commission,簡稱 IEC,或稱「國際電工協會」)和美國電子工業聯會(Electronic Industries Alliance,簡稱 EIA)標準。

下面是這兩種不同等級的分類和定義。

IEC/EN 603841 & IEC/EN 60384-8/9/21/22 EIA RS-198
CLASS 1︰一類等級的陶瓷電容穩定性高、損耗低,應用於諧振電路。。 Class I︰一類這個等級的陶瓷電容穩定性高、損耗低,用於諧振電路。
CLASS 2︰二類等級的陶瓷電容擁有高容積效率,主要應用於濾波、旁路、耦合和解耦電路。 Class II(或可能寫成 class 2)︰二類等級的陶瓷電容擁有高容積效率、在 −55 °C 到 +125 °C的溫度承受範圍內,電容量的變化僅是從−15% 到 +15%;用於濾波、旁路、耦合和解耦電路。
CLASS 3︰三類等級的陶瓷電容是界限不再標準的電容了。 Class III(或可能寫成 class 3)︰三類等級的陶瓷電容比 EIA 二類等級擁有更好的容積效率,在 10 °C 到 55 °C的溫度變化範圍內,電容量從 −22% 到 +56%。三類陶瓷電容可以替代 EIA 二類的 Y5U / Y5V / Z5U / Z5V 電容。
Class IV(或可能寫成 class 4)︰四類等級的陶瓷電容是界限不再標準的電容了。

關於溫度等級的分類的理解,可以參考溫度係數的詳細參數。

Class 1(符合EIA-RS-198)

溫度係數 α 10-6 /K(字母編碼) 溫度的倍數係數(數字編號) 溫度係數容差(字母編碼)
C: 0.0 0: -1 G: ± 30
B: 0.3 1: -10 H: ± 60
L: 0.8 2: −100 J: ±120
A: 0.9 3: −1000 K: ±250
M: 1.0 4: +1 L: ±500
P: 1.5 6: +10 M: ±1000
R: 2.2 7: +100 N: ±2500
S: 3.3 8: +1000
T: 4.7
V: 5.6
U: 7.5

Class 1(符合 IEC/EN 60384-8/21 和 EIA-RS-198)

陶瓷名稱 溫度係數 α 10-6/K α-容差 10-6 /K 子類 IEC/ EN 字母編碼 EIA 字母編碼
P100 100 ±30 1B AG M7G
NP0 0 ±30 1B CG C0G
N33 −33 ±30 1B HG H2G
N75 −75 ±30 1B LG L2G
N150 −150 ±60 1B PH P2H
N220 −220 ±60 1B RH R2H
N330 −330 ±60 1B SH S2H
N470 −470 ±60 1B TH T2H
N750 −750 ±120 1B UJ U2J
N1000 −1000 ±250 1F QK Q3K
N1500 −1500 ±250 1F VK P3K

根據上表得知,一個「NP0」電容和「C0G」電容的漂移都為0,容差都為 ±30 ppm/K;同時一個「N1500」 電容和「P3K」電容的漂移都為 −1500 ppm/K,最大容差都為 ±250 ppm/°C。

請注意,IEC 和 EIA 電容編碼是工業電容代碼,與軍用電容編碼不同。

Class 2(符合EIA-RS-198)

低溫字母編碼 高溫數字編碼 溫度範圍內電容變化的字母編碼
X = −55 °C (−67 °F) 4 = +65 °C (+149 °F) P = ±10%
Y = −30 °C (−22 °F) 5 = +85 °C (+185 °F) R = ±15%
Z = +10 °C (+50 °F) 6 = +105 °C (+221 °F) S = ±22%
7 = +125 °C (+257 °F) T = +22/−33%
8 = +150 °C (+302 °F) U = +22/−56%
9 = +200 °C (+392 °F) V = +22/−82%

例如,Z5U 電容的工作溫度範圍為 +10 °C 至 +85 °C,電容量變化最多為 +22% 至 -56%。 X7R 電容器的工作溫度範圍為 −55 °C 至 +125 °C,電容量變化最多為 ±15%。

下列一些較普遍的 Class 2 配置:

  • X8R (−55/+150, ΔC/C0 = ±15%),
  • X7R (−55/+125 °C, ΔC/C0 = ±15%),
  • X6R (−55/+105 °C, ΔC/C0 = ±15%),
  • X5R (−55/+85 °C, ΔC/C0 = ±15%),
  • X7S (−55/+125, ΔC/C0 = ±22%),
  • Z5U (+10/+85 °C, ΔC/C0 = +22/−56%),
  • Y5V (−30/+85 °C, ΔC/C0 = +22/−82%),

Class 2(符合 IEC/EN 60384-8/21 )

電容量變化編碼 最大電容量變化 U = 0 時的 ΔC/C0 最大電容量變化 U = UN 時的 ΔC/C0 溫度範圍編碼 溫度範圍
2B ±10% +10/−15% 1 −55 … +125 °C
2C ±20% +20/−30% 2 −55 … +85 °C
2D +20/−30% +20/−40% 3 −40 … +85 °C
2E +22/−56% +22/−70% 4 −25 … +85 °C
2F +30/−80% +30/−90% 5 −10 … +70 °C
2R ±15% 6 +10 … +85 °C
2X ±15% +15/−25% - -

在某些情況下,可以將 EIA 編碼轉換為 IEC/EN 編碼。 可能會發生輕微的變化,但通常是可以接受的。

  • X7R 與 2X1 相關
  • Z5U與2E6相關
  • Y5V 與 2F4 類似,像差:ΔC/C0 = +30/−80% 而不是 +30/−82%
  • X7S與2C1類似,像差:ΔC/C0 = ±20%而不是±22%
  • X8R 無可用的 IEC/EN 編碼

補充資料:

  • 除了 Class 1 等級之外,電容量與溫度的關係並不完全是線性的:
  • 談及「最大電容量變化」時,應該注意的是,這僅指溫度的影響,在非常具體的測試條件下測量。 其他因素,尤其是直流偏壓效應和老化,可能會導致觀察到的電容量變化。

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