什么是陶瓷电容？陶瓷电容器是大多数电子仪器中最常用的电容器类型之一，因为它具有高可靠性和低成本。以这种形式，陶瓷或瓷盘用于制造无极化电容器，并用于各种行业。陶瓷材料的不良导电性使其成为出色的电介质，以及静电场的有效支持者。

陶瓷电容器基础知识

陶瓷电容器是以陶瓷材料为电介质制成的定值电容器。它由两层或多层陶瓷和一层用作电极的金属组成。陶瓷材料的电性能和因此的应用由陶瓷材料的组成决定。陶瓷是无机的、非金属的、结晶的氧化物、氮化物或碳化物化合物，例如碳和硅。陶瓷电容器，尤其是多层陶瓷电容器 (MLCC)，是当今最常见的电子元件之一。

陶瓷电容器的电容范围通常为 10 pF 至 0.1 μF。

下图显示了陶瓷电容器的符号：

陶瓷电容器的符号（参考：elprocus.com）

带有101、102、103等三位数字的陶瓷电容，表示其单位为皮法。但是，当同一电容器使用字母而不是数字时，该值为 AB x 10C 皮法拉。

陶瓷电容器的种类

陶瓷电容器主要有四种类型：

1 类陶瓷电容器

这些电容器非常稳定，在谐振电路中损耗低。由于损耗低，它们可用于振荡器和滤波器。它们稳定的温度系数使它们适用于高容差电容器。

2 类陶瓷电容器

根据施加的电压，电容器具有一定的电容。2 类电介质的温度系数是非线性的。这些电容器的应用包括耦合和去耦。

3 类陶瓷电容器

3 类电介质的介电常数值比 2 类电介质高 50,000 倍。电容器是电压相关的并且具有高损耗。

4 类陶瓷电容器

4类电容器也称为势垒层电容器。

陶瓷电容的极性

在电路中连接电容器时，电容器的极性是最重要的考虑因素之一。根据极性，电容器可分为两组：

极化电容

极化电容器有两个端子，称为阳极和阴极。

非极化电容器

与极化电容器不同，非极化电容器有一个端子，因此可以在任一方向使用。无极性器件是指电容器上没有极性。

陶瓷电容器的结构

陶瓷电容器由顺电或铁电材料颗粒组成，这些材料与其他材料结合以产生所需的行为。在高温下，这些粉末混合物被烧结成陶瓷。介电陶瓷用作金属电极的载体。陶瓷粉末的粒度决定了介电层的最小厚度。对于电压较高的电容器，电容器的介电强度决定了电介质的厚度。

分层后施加高温，材料被烧结，从而产生具有所需特性的陶瓷材料。结果，通过并联许多较小的电容器形成电容器，这导致电容增加。

陶瓷电容器具有三种基本形式，但也存在其他类型：

引线圆片陶瓷电容器

它们涂有树脂，用于通孔安装。陶瓷盘的两面都涂有银触点。圆盘电容器的电容值介于 10pF 和 100μF 之间，额定电压范围为 16V 到 15KV。这些器件可以由多层组成以获得更高的电容。

圆盘式陶瓷电容器由陶瓷绝缘体两侧的两个导电圆盘组成。这些板涂有防水的陶瓷成分，引线连接在上面。这种类型的陶瓷电容器可提供高达 0.01 F 的值。它们可以承受 750 伏特的直流电压和 350 伏特的交流电压。

有铅圆盘陶瓷电容器（参考：electronics-notes.com）

多层陶瓷电容器 (MLCC)

MLCC 是由顺电和铁电元件混合而成的矩形块，上面铺有金属触点，专为表面贴装而设计。MLCC 中存在 500 多个层，最小层厚度约为 0.5 微米。在技术上可以减少层厚度，同时增加相同体积的电容。

多层陶瓷电容器的结构（参考：passive-components.eu）

MLCC 电容器的电容量 (C) 使用板式电容器公式，层数增加。

上式中，ε代表介电常数；A代表电极表面积；n是层数，d表示电极间的距离。

无铅圆盘陶瓷电容器

专门设计的微波陶瓷电容器适合 PCB 上的插槽。

陶瓷电介质类型

与钽电容器和电解电容器相反，陶瓷电容器可以由多种介电材料制成。不同的电介质赋予电容器非常不同的特性。因此，除了选择陶瓷电容器外，还可能需要再决定使用哪种类型的电介质。分销商名单中提到了许多陶瓷电容器电介质，包括 C0G、NP0、X7R、Y5V、Z5U 等等。然而，最好的类型需要进一步调查。

陶瓷电容器的应用

陶瓷电容器有许多应用，包括：

• 在谐振电路中的发射站
• 高压激光电源
• 感应炉
• 电源断路器
• 印刷电路板
• 高密度应用
• 这些电容器也可用作通用电容器和用作直流电机的电刷以降低射频噪声。

陶瓷电容的优点

陶瓷电容具有以下优点：

• 即使在较高频率下工作，它也可靠且具有良好的频率响应特性。
• 它们可以承受高达 100 伏的更高电压。
• 它们的重量比其他电容器轻。
• 这些项目的成本很低。
• 有多种形状和尺寸可供选择。
• 与其他电容器相比，它们具有低 ESR（有效串联电阻）和低 ESL（有效串联电感）。

陶瓷电容的缺点

以下是陶瓷电容器的一些缺点：

• 凭借其设计，不可能构建更高值的电容器。最大电容值为 150 µF。
• 具有与上述类似结构的陶瓷电容器不适用于更高的电压。功率陶瓷电容器具有更大的形状和尺寸。它们可以处理 2 kV 至 100 kV 的电压。
• 它们具有更高的温度系数。
• 陶瓷电容的容差值更高。
• 一些电源电路在使用陶瓷电容器作为输出电容器时可能会出现问题。
• 并联使用一系列较小的电容器，因为较大的单元会随着 PCB 弯曲而破裂。

来源：Linquip