網(wǎng)上搜索C0G和X5R電容區(qū)別,看到了一篇總結(jié)的非常好的資料。這里再整理下,主要是為了對(duì)比各種類型陶瓷電容的區(qū)別,進(jìn)而引申出信號(hào)鏈中的電容盡量選型C0G(或者NP0)材質(zhì)的原因。
MLCC是片式多層陶瓷電容,是陶瓷電容的一種。參照國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)(IEC)和美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)(EIA)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)陶瓷電容容值隨溫度變化的規(guī)律,對(duì)陶瓷電容分為兩個(gè)類別:I類電容器如C0G,其瓷料為順電陶瓷。II類電容器,如X7R,X5R,Y5V,Z5U,其瓷料為強(qiáng)介鐵電陶瓷。
很多人都誤把C0G(或者NP0)電容,讀成了COG(或者NPO)。為什么是數(shù)字“0”呢?其實(shí)0是溫度系數(shù)的意思,I類電容器如C0G,它的溫度系數(shù)是0,容值幾乎不隨著溫度變化。另外,常說(shuō)的NP0跟C0G是一樣的,其實(shí)它是ICE標(biāo)準(zhǔn)的代碼。
那么為什么信號(hào)鏈中的電容,盡量選型C0G呢?我們看下C0G電容和其他類型電容的區(qū)別就知道原因了。
對(duì)比項(xiàng) | 對(duì)比結(jié)果 | 說(shuō)明 |
---|---|---|
溫度特性 | 溫度變化,C0G電容容值不變 | 圖1 |
直流偏壓 | DC變化,C0G電容容值不變 | 圖2 |
交流偏壓 | AC變化,C0G電容容值不變 | 圖3 |
等效串聯(lián)電阻ESR | C0G等效ESR最小 | 圖4 |
表1 C0G電容與其他材質(zhì)電容的對(duì)比
圖1 C0G電容的溫度特性是最好的
圖2 C0G材料容值幾乎不隨著直流電壓變化
圖3 C0G材料容值幾乎不隨著交流電壓變化
圖4 C0G材料電容的ESR非常小
通過(guò)以上對(duì)比,我們知道了C0G較其他材質(zhì)的電容在一些方面的優(yōu)勢(shì),它非常適合用于信號(hào)鏈中,因?yàn)樾盘?hào)鏈一般處理的都是小信號(hào),希望誤差盡量小。否則后面的放大電路可能會(huì)把這個(gè)誤差放大。我這里總結(jié)了下信號(hào)鏈中什么地方,要格外注意盡量選型C0G電容。
序號(hào) | 信號(hào)鏈哪些地方盡量選用C0G電容 |
---|---|
1 | ADC前端用于電荷桶的電容 |
2 | 負(fù)反饋中的回授電容Cf |
3 | 有源濾波器中的電容 |
4 | 無(wú)源濾波器的電容(RC) |
表2 信號(hào)鏈哪些地方盡量選用C0G電容
因?yàn)镽C濾波器中的阻值容值選型有個(gè)取舍,如果電阻太小,轉(zhuǎn)折頻率一定時(shí),電容容值就要很大,這時(shí)候是沒辦法選型C0G電容的。我們都知道C0G電容容值都比較小。在TI的低通濾波器設(shè)計(jì)資料里面,可以看到RC取值的資料,這里作為引用:
有關(guān)元件選擇的注釋
理論上,可以使用滿足公式的任何 R 和 C 值, 但考慮到實(shí)際情況, 需要遵循某些指導(dǎo)原則。
在給定特定轉(zhuǎn)角頻率的情況下, R 和 C 的值彼此成反比。通過(guò)使 C 變大, R 將變小, 反之亦然。
使 R 變大會(huì)使 C 變小, 以致寄生電容會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。然而, R 值越小, 電路中的電流就越大, 作為權(quán)衡, 這會(huì)消耗
更多的功耗。
元件值的更佳選擇取決于特定的電路以及設(shè)計(jì)人員愿意做出的權(quán)衡。遵循以下一般性建議有助于減少錯(cuò)誤:
? 電容器
– 避免值小于 10pF
– 使用 C0G (NP0) 電介質(zhì)
– 使用容差為 1% 的元件
– 優(yōu)先選擇表面貼裝
? 電阻器
– 介于幾百歐姆至幾千歐姆范圍內(nèi)的值更佳
– 使用溫度系數(shù)較低的金屬膜
– 使用 1% 公差( 或更優(yōu))
– 優(yōu)先選擇表面貼裝
最后再提下,像電源中選型電容,選型X5R或者X7R最好了,因?yàn)榇蠖鄶?shù)電源工作在-40℃到125℃。Y5V是千萬(wàn)不能選的,因?yàn)闇仄罅恕A硗庖欢ㄒ⒁怆娙莸闹绷髌珘禾匦裕热邕x型10uF/16V電容,工作在5V 直流電壓下,那么它的有效容值一定是比10uF小的。如果我們需要選10uF電容,那么通過(guò)核對(duì)直流偏壓特性曲線后,選型出來(lái)的電容一定是比10uF大的電容。
圖5 二類陶瓷電容編碼表
本文主要是整理了信號(hào)鏈中盡量選型C0G這種電容,因?yàn)樗奶匦韵喈?dāng)其他材料電容更好,比如溫度、直流偏壓、交流偏壓和ESR等。以及信號(hào)鏈中那部分要格外注意盡量選型C0G電容,否則誤差可能會(huì)被放大。引用的資料里面提到了RC取值的參考。然后簡(jiǎn)單提了下電源中選型電容的注意要點(diǎn),一個(gè)是有效容值(直流偏壓效應(yīng)),一個(gè)是溫漂。
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