电容器DC偏压特性的原理
2022-09-22 09:28:56
晨欣小编
陶瓷电容器中的高诱电率系列电容器,现在主要使用以BaTiO3(钛酸钡)作为主要成分的电介质。
BaTiO3具有的钙钛矿(perovskite)形的晶体结构,在居里温度以上时,为立方晶体(cubic),Ba2+离子位于顶点,O2-离子位于表面中心,Ti4+离子位于立方体中心的位置。
在居里温度(约125℃)以上时的立方晶体(cubic)的晶体结构,在此温度以下的常温领域,向一个轴(C轴)延长,其他轴略微缩短的正方体(tetragonal)晶体结构。
此时,作为Ti4+离子在结晶单位的延长方向上发生了偏移的结果,产生极化,不过,这个极化即使在没有外部电场或电压的情况下也会产生,因此,称为自发极化(spontaneouspolarization)。
像这样,具有自发极化,而且可以根据外部电场转变自发极化的朝向的特性,被称为强诱电型(ferroelectricity)。
与单位体积内的自发极化的相转变相同的是电容率,可视为静电容量进行观测。
当没有外加直流电压时,自发极化为随机取向状态,但当从外部施加直流电压时,由于电介质中的自发极化受到电场方向的束缚,因此不易发生自发极化时的自由相转变。
其结果导致,得到的静电容量较施加偏压前低。
这就是当施加了直流电压后,静电容量降低的原理。
此外,对于温度补偿用电容器(CH、C0G特性等),以常诱电性陶瓷作为主要原料,静电容量不因直流电压特性而发生变化。