(一)薄膜电容器的基础知识
1. 电容器的基本概念
1.1 电容:使孤立导体每升高单位电位所需要的电量。
C=q/U(库仑/伏特)
1.2 单位(法拉 F):
1F=1库仑/1伏特=106μF=1012pF
1μF=103nF
1.3 电容器:由多个导电体组成的能够存储电荷的容器。
CAB=QA/(UA- UB)
1.4 电容器的联接:
串联:1/Cs=1/C1+1/C2
Cs=C1C2/(C1+C2)
并联:Cp=C1+C2
2. 电容器的基本参数
2.1 电容量 平板电容: C=εs/d ε=ε0εr S=L×W
(其中ε0为常数,εr为相对介电常数,S为电极有效面积,d为介质厚度
2.2 损耗角正切D:
D=tgδ=P有/P
(即通过电容器的总功率与在电容器内的热功耗)
P=P无+P有
tgδ=tgδS+tgδP
tgδS=ωCRS tgδp=1/ωCRP
RS:串联电阻 RP:并联电阻
2.3 耐压Vt-t:不仅与基膜的厚度及电弱点有关,还与镀层有关。
2.4 绝缘电阻RI(漏电流):介质内部的本征漏电流及吸收电流。
本征漏电流:杂质决定
吸收电流:介质极化引起(例如偶极子⊕----Θ)运动
2.5 过流能力(dv/dt):
Ip=C dv/dt
I=Ir+Ip
Ir=2πfcu Ip=c×dv/dt
2.6 耐温T :电容器的 *高/ *低使用温度(-40/105);
2.7 热稳定性(Δt-t):
电容器正常发热时温升达到稳定所需要的时间,(2h、48h );
热稳定时间越短(同体积),说明热稳定性越好。
2.8 自愈性(SH):介质击穿后自我恢复能力(ΔC/C≤0.5%,自愈次数<2次);
(1).ΔC/C≤0.5% u≤3.5un 自愈声 0.8un <2次
介质自愈性:碳沉积量:ppa 1 pp 45 PET 55
(2).电板自愈性:焦耳热(cm²)
AL:1.6×10-²J ZnAL:3.2×10-³
2.9 安全性:
(1).阻燃性:(UL94V-0级)
(2).防爆 :P0 P1 P2三级;
(3).灼热丝:带焰燃烧 t<30S(T=750℃,10S)
2.10 耐久性(寿命等级)条件:电压1.25Un/1.4Un 温度 T=Tmax 连续工作
A级 10000h
B级 2000h
C级 600h
D级 200h
2.11 可靠性等级(λ:失效率10-λ)分为 五级 六级 七级 八级 九级。
(1).失效率 • λ=1/(元件数•小时) 1fit=1×10-9/h
• 平均无故障时间 MTBF (R(t)e-λt)=1/λ
(2).失效率等级
亚五级
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Y
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3×10-5
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九级
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J
|
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五级
|
W
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1×10-5
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十级
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S
|
1*10-10
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六级
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L
|
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民用级
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24
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100h
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七级
|
Q
|
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军用级
|
168h
|
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八级
|
B
|
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宇航级
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240h
|
1000h
|
2.12 热阻
(1).电容器的发热点与环境的温度与电容器产生的功率耗损的比值:
Rδ=△T/ P有 (稳定态)
(2).Rδ与P有关系
2.13 杂散电感:由于引线长度等因素引起的寄生电感。(1nH/mm).测量方法有2种:用数字电桥(TH2826)直接测量也可以用IGBT短路法直接测量
(ε=-L△I/△T)