本課程介紹靜電電容的溫度特性。溫度特性 1.各種電容器類型的溫度特性電容器的靜電電容通常根據(jù)工作溫度而變化。當(dāng)方差寬度較小時，電容器具有良好的溫度特性，或者當(dāng)方差寬度較大時，電容器具有較差的溫度特性。當(dāng)在高工作溫度的地方使用電容器時，例如汽車發(fā)動機室內(nèi)，或者在南極等寒冷地區(qū)使用的電子設(shè)備，設(shè)計必須考慮到操作環(huán)境條件。

    圖1顯示了具有典型溫度特性的各種電容器類型的電容變化率與溫度特性的關(guān)系。

    作為具有良好溫度特性的電容器的例子，示出了導(dǎo)電聚合物鋁電解電容器（聚合物Al），薄膜電容器（薄膜）和溫度補償型多層陶瓷電容器（MLCC <C0G>）。相反，導(dǎo)電聚合物鉭電解電容器（聚合物Ta）和高介電常數(shù)型多層陶瓷電容器（MLCC <X5R，Y5V>）在高溫下表現(xiàn)出大的電容變化。

圖1.電容變化率vs. 各種電容器的溫度特性（例）

2.多層陶瓷電容器的溫度特性多層陶瓷電容器

    大致分為兩種類型，溫度特性根據(jù)類型而不同。

（1）一種是溫度補償型多層陶瓷電容器，在官方標(biāo)準(zhǔn)中被歸類為1類。這種類型使用諸如氧化鈦或鋯酸鈣的介電材料，并且靜電電容相對于溫度以相當(dāng)線性的方式變化。相對于溫度的斜率稱為溫度系數(shù)，該值以1 / 1,000,000 / 1℃[ppm /℃]為單位表示。基于參考溫度下的電容值C25，溫度系數(shù)由下面的等式1定義（在IEC和JIS標(biāo)準(zhǔn)中為20°C，在EIA標(biāo)準(zhǔn)中為25°C，但25°C用作參考這里）和類別上限溫度下的電容值CT（最高工作溫度：

EIA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了靜電電容的各種溫度系數(shù)在0ppm /℃至-750ppm /℃的范圍內(nèi)。下面的圖2顯示了典型材料的溫度特性，表1顯示了所應(yīng)用的JIS和EIA標(biāo)準(zhǔn)的摘錄。

圖2.電容變化率與溫度特性的關(guān)系,溫度補償型陶瓷電容器（示例）

表格1:溫度系數(shù)值和溫度補償型的公差,多層陶瓷電容器和相應(yīng)的代碼

溫度補償型多層陶瓷電容器在-55°C至+ 125°C的溫度范圍內(nèi)具有較小的靜電電容溫度系數(shù)（最大±30 ppm /°C（25°C基準(zhǔn)電壓））; 也就是說，這些是具有較小溫度變化寬度的C0G特性產(chǎn)品。然而，溫度補償型多層陶瓷電容器使用介電常數(shù)小的介電材料，因此還存在無法實現(xiàn)大容量產(chǎn)品的缺點。

（2）另一種是高介電常數(shù)型多層陶瓷電容器，在官方標(biāo)準(zhǔn)中被歸類為2級。這種類型使用鈦酸鋇作為介電材料，并且電容值表現(xiàn)出相對于溫度的不規(guī)則變化。因此，靜電電容與溫度特性標(biāo)準(zhǔn)值由施加溫度范圍內(nèi)的電容變化率的最大值和最小值指定，相對于參考溫度下的電容值C25（25°C用作這里參考）。（見公式2）

表2顯示了所應(yīng)用的JIS和EIA標(biāo)準(zhǔn)值的摘錄。有多種類型的標(biāo)準(zhǔn)，從限制類別溫度范圍內(nèi)的電容變化率到±15％（X5R特性產(chǎn)品），到允許電容變化率從+ 22％到-82％（Y5V特性）的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品）。最近，電容變化率為±15％的X5R特性產(chǎn)品占所用電容器的百分比增加，這表明電路設(shè)計人員正在關(guān)注電容器的選擇。

表2:高介電常數(shù)型溫度特性標(biāo)準(zhǔn),多層陶瓷電容器和相應(yīng)的代碼