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CA45L型 低ESR固体片式钽电容器
CA45 固体片式钽电容器
CA42 引线钽电容器
CA 固定钽电容器
CA30 非固体电解质钽电容器
CC4/CT4 径向引线独石积层 电容器
CC41/CT41多层片状独石积层 电容器
CC42/CT42轴向引线独石积层电容
SIP 厚膜网络电阻
SIP 单列直插网络电容器
 
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SMD贴片电容器比较

                                          SMT(表面安装技术) 电容器比较:

聚合物铝片式,陶瓷片式(X7RX5RZ5UY5V)和钽片式电容器
代码:EExcellent优秀) GGood 良好) FFair 一般) P (Poor )

特性
铝或钽
陶瓷
说明
应用去耦
Application-
Decoupling
G
良好
G—E
良好
优秀
去耦电容器的目的是作为能量蓄水池,在IC尖峰能量要求期间保持一定的电平。电源中大的去耦电容器,钽电容由于其大的额定容量通常是优先选择。在IC电平而且有时在电源中,陶瓷电容比较适用是由于它的低ESR和优秀的高频响应。陶瓷的设计特性也适用于低感抗设计,可以减少在初始di./dt能量转移中产生的噪声影响。大容量的陶瓷电容器可以1/4—1/2钽电容器的容量值一样产生有效的去耦作用。这是因为陶瓷电容的容量随频率的增加更稳定,而钽和铝电容器则趋向下降,使它们的容量比正常的额定值要小许多。此外,陶瓷电容比较小的ESR降低了为保持要求电压而需求的总电容量。新型的聚合物钽电容和铝电容比老型号的有比较好的容量稳定性和低ESR特性,它们也可以使用在电路中用比一般电容器更低的值取而代之。在设计阶段,重要的是保证评估陶瓷电容器在电路中的作用,确保由于温度和直流电压造成的容量损耗不会干涉电路的工作(钽电容和铝电容对温度和偏置电压造成的容量变化非常小),这对那些介质稳定性差的Y5V和Z5U尤其重要,但是,对比较稳定的X5R和X7R也是应考虑的因素。在大容量使用条件下,要考虑产品的体积,钽电容器成为优选的型号。
应用滤波
Application-
Filtering
G
良好
G
良好
对于滤波,钽电容和陶瓷电容都可以很好工作。主要考虑的是在任何具体频率下的阻抗。而且,陶瓷电容器要对其使用的温度和电压特性进行评估。另外,由于陶瓷电容有较小的寄生参数和在较高频率时有较好的容量稳定性,选择要基于阻抗而不仅单独考虑容量。聚合物钽电容和铝电容的寄生效应也在减少,这些元件也有高的容量稳定性,所以再次重申,选择要基于阻抗而不仅单独考虑容量。
应用定时
Application-
Timing
G
良好
P
所有这些电容器型号(C0G陶瓷电容器除外)最好用在非定时电路中(例如:延迟)在那里时间要求不是严厉的。在许多定时应用中,高容量的钽电容和铝电容可以用在低阻值的RC电路中。此外,他们改善了的温度和电压稳定性使它们在一些(但是不是全部)定时应用中成为优选。如果考虑采用陶瓷电容器做定时用,那么,重要的是要考虑它的偏置、温度、介质吸收和老化/时间等影响,C0G陶瓷电容是比较好的选择,因为偏置、温度和老化/时间等不影响容量。
()用性
Availability
E
优秀
E
优秀
由于CY2000年市场压力,各种型号的电容短缺,CY2001年由于制造商增加产量而全部型号需求下降,产品的实用性得到改善。铝聚合物电容是一种新兴产品,只有有限壳号的产品。
容量
温度
Capacitance
E to G
优秀
良好
G to P
良好
钽电容在温度从-55℃到+125℃变化时,容量变化为±15%,25℃以上容量随温度上升;低于25℃容量随温度上升而下降。陶瓷电容X7R要求同样是容量变化为±15%,但是容量一般在温度高和低于25℃时都下降,此外X5R同样是容量变化为±15%,
特性
铝或钽
陶瓷
说明
vs
Temperature
 
 
但是温度范围限制在-55℃到+85℃。注意Y5V(一种常用的“钽电容替代物”)温度从-30℃到+85℃变化时,容量损失高达82%。
 
 
 
陶瓷电容C0G非常稳定,但是由于它的容量小,通常不能成为钽电容的替代物。
容量与电压
Capacitance vs
DC Voltage
E
优秀
P
容量与电压之间的关系。陶瓷电容有显著的影响。X7RX5R在额定电压会损失70%的容量(MEMET会减少-40%),Y5V会损失90%。C0G和一些“A”类介质无变化,但是不能提供足够的容量,不能作为钽电容的替代物考虑。
容量与频率
Capacitance vs
Frequency
P to E
优秀
E
优秀
由于多孔的阳极和分布电容,钽电容的电容量随频率的增加而下降。聚合物钽电容对MnO2是优良的,但是,陶瓷电容和聚合物铝电容明显更好。
容量范围
Capacitance
Available
G to E
良好
优秀
P
在这方面,钽电容显然是赢家,在额定电压为4V时容量可达1000μF。铝电容次之,它没有钽电容的容量大,但超过陶瓷电容。SMT片式陶瓷电容据广告称高达100μF。但是大于22μF的片式陶瓷电容大批量生产是很困难的。,同样大于1210的片式陶瓷电容在电路板上安装也有困难。更敏感的问题是焊接工艺,以及在焊接的电路板上容易折断,这会导致电路板的产量和可靠性问题。最后,非常大的多层片式陶瓷电容与引线框架堆焊接,消除与PCB板的直接机械连接,但是成本太贵。
容量与时间
(老化)
Capacitance vs
Time
(Aging)
E
优秀
G
良好
标准的钽电容使用的是固体电解质,聚合物钽电容和铝电容同样如此,随时间的增加容量只有很小的变化。陶瓷电容(不包括C0G)要老化,焊接期间在晶体结构内部发生变化,导致容量立即增加。焊接结束后,由于晶体结构逐步缓和,容量随时间降下来。容量的下降与时间的对数近似成线性关系,称之为老化率。焊接以后容量的增加会导致在ICT被拒收的麻烦,除非ICT限制相应做调整。老化率随制造商的不同有变化,并且如果老化是关键问题必须进行确认。一般地说,老化率Z5UY5VX7RX5R大得多。
成本
(价格)
Cost
G
良好
G
良好
大容量的陶瓷电容与对应的标准钽电容价格趋于接近。聚合物钽电容的成本比MnO2钽电容高(多阳极的T510除外),而铝聚合物成本低,但是,相对而言还是新产品。大量生产铝电容较低的材料成本对钽电容有优势。在给定体积大小的情况下,最大的容量对陶瓷电容和铝电容两者都贵,而钽电容各种大小、型号的产品价格公平合理。
漏电流
DC Leakage
G
良好
E
优秀
陶瓷电容的漏电流非常小。这样小的漏电流很难测量。工业上以绝缘电阻(IR)代替。陶瓷电容的漏电流比电解电容器,例如钽电容,小好几个数量级。标准MnO2阴极钽电容比用聚合物同等容量的钽电容漏电流小。铝聚合物电容与同样容量/电压的标准钽电容漏电流相当。
电极静态
放电强度
Electro Static Discharge
(ESD)
E
优秀
E
优秀
ESD一般是利用“人体模式”系统进行测量,150pF的放电源。钽电容和铝电容有抗ESD损坏的能力,因为它有高容量“淹没”低容量放电源。高容量的陶瓷电容(作为钽电容的替代)也有抗ESD损坏的能力,因为它们也“淹没”放电电源。
特性
铝或钽
陶瓷
说明
等效串联
电阻-高频
Equivalent Series Resistance
(ESR)-High Frequencies
P
E
优秀
高于音频时陶瓷电容比钽电容和铝电容有低得多的ESR。在比较电解电容和陶瓷电容的时候,重要的是要确保测量频率是相同的。测量钽电容和铝电容的ESR工业标准是100KHz(接近于许多SMPS的速度),陶瓷电容没有工业标准。因为ESR随频率变化,并在谐振点达到最低,重要的是保证测量ESR在相关的频率下进行,而不要在谐振频率下进行。通常要在标准钽电容、聚合物钽电容、聚合铝电容和陶瓷电容相同的容量值下进行比较,显示100:1(标准钽电容对陶瓷电容)或30:1(聚合物钽电容对陶瓷电容)到3:1(聚合物铝电容对陶瓷电容)
等效串联
电阻-低频
Equivalent Series Resistance
(ESR)-Low Frequencies
E
优秀
P
频率在10KHz或以下,陶瓷电容的ESR相对地高,钽电容或铝电容是比较好的选择。陶瓷电容在高频显示优秀特性的同时,它们也要避免使用在低频(小于10KHz)电源中。
故障模式
Failure Modes
 
 
钽电容、铝电容和陶瓷电容最常见的故障模式是高的漏电流或短路。这种故障可以导致迅速的升温,陶瓷电容引起电路板烧焦;MnO2钽电容引起点燃。聚合物钽电容和铝电容也会出现同样的故障模式,但是不会点燃。熔断钽电容发生短路后会迅速开路。(注:在陶瓷电容器中最常见的短路原因是裂缝,大多是由于焊接以后电路板弯曲或焊接过程中热冲击造成的。见下面机械强度部分)
故障率
Failure Rates
G
良好
E
优秀
故障率与产品大小有关,大的产品比小的产品故障率高。大容量陶瓷电容故障率历史上没有建立。
无铅端头
Lead-Free
Terminations
P to G
良好
G
良好
大多数片式钽电容在它的端头电镀有焊料(含铅),但是对特殊的订单有无铅的端头。在SMT片式钽电容的内部没有焊料。SMT片式铝电容有镀锡的引线框架,因此它是无铅的。
机械强度
Mechanical
Robustness
E
优秀
G to P
良好
环氧包封并有适当引线保护模塑的片式钽电容和铝电容,它们可以承受一些电路板弯曲、热膨胀温度系数(CTE)等的冲击。陶瓷电容器和保持涂覆的钽电容,对机械损坏,特别对电路板弯曲,非常敏感,因为它们是机械地结合在电路板上的。此外,CTE机制会造成应力,导致产品裂开。
过压强度
Over Voltage
Robustness
P
E
优秀
标准钽电容对任何过压条件非常敏感。聚合物钽电容在这方面有所改善,铝聚合物电容更强些。陶瓷电容对过压比较不敏感,因为它们在额定电压的2.5倍进行例行“试验”,一般击穿电压为额定电压的10-20倍。
压电噪声
Piezoelectric Noise
E
优秀
G
良好
陶瓷电容(非C0G)在高压环境下,会显示一些压电噪声(由机械冲击/振动/电路板反应产生的电信号)。这些机械参数在频率低于30KHz、比较高的持续期(>30μs)电压(接近额定电压)脉冲下会产生有限的影响。这在绝大多数电路中会成为问题。钽电容和铝电容无压电问题。
特性
铝或钽
陶瓷
说明
响应
(谐振)
频率
Resonant
Frequency
P
E
优秀
对于相同容量值的钽电容和陶瓷电容,钽电容会出现比较高的谐振点,在高频时有相移。但是当频率增加时,这是容量损失的第二位因素。陶瓷电容避免了引线框架附加的电感。特殊的片式陶瓷电容设计(低ESL片式电容,例如:0612¥0508)可以减少感应寄生并增加自-谐振点。聚合物铝电容的最小容量产品意味着铝电容比钽电容有更低的谐振频率。
反向电压
强度
Reverse Voltage Robustness
P
E
优秀
所有电解电容,例如钽电容,是有极性的元件,在反向电压下会发生故障。这种反向可以是插件错误造成的,或由于电路设计余量不够造成的。钽电容退化开始于反向电压为额定电压的15%,铝电容开始于反向电压为额定电压的60%。可以特别设计无极性钽电容,但是成本高。陶瓷电容是无极性电容器,所以无此问题。
体积大小
(高容量)
Size-Physical
Hi Cap
E
优秀
E to G
优秀
良好
对于高容量-电压产品(CV),钽电容总是最小的。下一个是铝聚合物电容。但是,可以得到比大电解电容体积更小的小CV值的陶瓷片式电容。通常可得到的陶瓷电容尺寸:公制从1005到5664(英制0402-2225),钽电容为公制3216-7343(铝电容现在只能提供73423)。唯一“预选”替代尺寸为公制3216(英制1206)。陶瓷电容的性能优势是对电解电容可以提供更小容量的替代品。
端头强度
Thermal Robustness
G
良好
G
良好
聚合物SMT铝电容,SMT钽电容和SMT陶瓷电容可以承受一般回流焊温度和环境。此外,这些SMT电解电容和陶瓷电容(0603-1206,有些1210)可以承受波峰焊工艺。
降额电压
Voltage
Derating
G
良好
E
优秀
陶瓷电容和铝电容可以工作在满额定电压。钽电容一般降额使用以保持它的可靠性。因为它的介质在一个合成的三维钽芯结构中非常薄。对钽电容,一般的降额指引是额定电压的50%,加上附加的温度高于85℃时的降额。新的聚合物钽电容建议降额20%额定电压(用到80%或标准电压)产生相等的故障率。
电压范围
Voltage
Available
G
良好
E
优秀
陶瓷电容最常用的电压为4-200V,同时有些供应商提供KV范围的产品。钽电容和铝电容一般为4-50V。更多的资料见降额电压部分。


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