如果温度不是问题，那么关于不同的陶瓷电介质又能说些什么呢？

假设我们有一个电路，其工作环境温度范围可以很好地调节到25 + -5C。除了成本之外，不同陶瓷电介质类型的用例是什么？换句话说，特定陶瓷电介质的性能将好于其他陶瓷电介质，这将是什么应用？我们可以概括一下吗？

我知道陶瓷电容器的字母代码应该表示电介质的温度依赖性，但是由于所有这些问题都表明了这一点，还有其他可以说的吗？

我也知道封装尺寸会影响寄生效应，进而影响谐振频率和电容损耗。某些电介质在较小的封装和更高的电压中不可用，并且许多陶瓷表现出压电/麦克风效应（哪个？）。所有这些因素都可以通过一些经验法则来总结吗？

我还注意到，制造商数据表似乎假定了一种特定的电容器应用，例如未指定某些电容器的泄漏，谐振或损耗。

但是，如果环境温度不是一个因素，那么哪种电容器最适合特定工作。应用程序/特定类型的自发热是否存在问题？

到目前为止，我所有的商用电路都不对成本敏感，因此我只为所有陶瓷电容指定X7R，X5R或NP0，正如我在IC数据表中所建议的那样。但是这些建议背后除了温度依赖性之外还有其他东西吗？

我应该更多注意上限的目的吗？例如，仅将X5R / X7R用于电源旁路和调节，而将NPx用于信号路径中的任何内容？可以进行概括，还是需要详细阅读（非常不完整的）制造商数据表的问题？

简而言之。是否有任何通用原理可用于简化设计过程中的零件搜索？

— 埃德加·布朗
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ESR随频率而变化（我不是在谈论1 /（w * C）效应，我的意思是ESR随频率随幅度的变化而变化）。直流偏置会减小电容，因此，陶瓷电容的大信号模型实际上并不是电容器。可能会发生麦克风声（对陶瓷电容器的任何机械冲击都会在帽上产生电压脉冲）。但是，它们非常有用且用途非常广泛。如此之多，以至于目前很难找到，因为许多制造商已经将未来的产品卖了6个月或更长时间。

— mkeith

@mkeith电容器短缺是真实的。我最近要处理的一件事是：世界上没有剩下52周交货时间的100V，1uF，1206，X7R / X7S电容器。OTH 1uF 1210 100V足够。无源元件市场很奇怪。

— crasic

Answers:

即使环境温度得到了很好的控制，如果电容器两端的电压很大，气流也会引起噪声。

对于不同的电介质，电容随时间的下降是不同的。而大的，电容的电压系数。

如果可以使用它们，则NP0电容受此类影响的程度要比X5R X7R等部件小得多，但它们根本不可用，或者价格较高而非常大且昂贵。在很多情况下，信号路径中的X7R帽就可以正常工作。另一方面，在特殊应用中，我已将NP0部件用作旁路盖。

另一个特点是，较小的零件，特别是当您接近给定覆盖范围内的极限时，往往具有较高的电压系数，因此，在正常情况下偏置时，大部分电容（多达80％）可以简单消失。工作电压。因此，即使它们更大且可能更昂贵，也最好使用0805或0603而不是0402或0201。

数据表通常是不完整的，但是一些制造商会以在线或本地生成的数据形式单独提供每个零件更完整的数据。例如，此村田网站（需要Flash）可让您提取各种特征的CSV数据。

— 斯佩罗·佩法尼（Spehro Pefhany）
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是的，但是可以应用任何一般的经验法则吗？例如，始终使用Nx将额定电压保持在X7R的特定公差范围内，但使用NP0的1.1x就足够了吗？

— 埃德加·布朗

@EdgarBrown 如果可以在信号路径中或稳定性很重要，我就给您使用NP0 。我将在上面添加另一个关于电压系数的信息。一般性大概意味着您可以绕过对应用程序和零件特性的深入了解，但我不确定这是可能的。

— Spehro Pefhany

我爱你首先提到噪音。我的公司（纳米定位系统和计量学）去年发现，当我们将盖子放在盒子上时，测量噪声会上升，而不是由于更好的屏蔽而导致的较低噪声的预期行为。事实证明，信号路径中的某些陶瓷盖具有明显的压电特性，因此，麦克风盖会吸收冷却风扇的噪音。当您希望董事会准备好与客户见面时，这不是一种愉快的娱乐体验。

— 格雷厄姆

@Graham +1 —我有一个X7R电容作为LDO REF引脚上的旁路。LDO的输出会随着板的弯曲而摆动。

— peufeu

@peufeu是的，那会破坏您的一天。：/

— Graham

市场现实往往会决定您的选择，要在具有高压（> 10V）或大容量应用（> 1uF）的通用封装中找到1类介电部件变得异常困难，您可能无法简单地“指定”更好的介电材料并期望您的BOM可以实现。

市场通常认为NP0和其他1类电介质是“信号帽”，而零件目录也反映出这一点。再举一个例子，在较小的封装（<0805）和大容量中，很难找到X7R / X7S零件。

如果不考虑温度因素，则有助于设计讨论的另一个重要因素：

1类电介质不受压电效应的影响。此效果是双向的。纹波电压将导致零件收缩和膨胀并产生物理噪声和热量，物理振动将在零件上产生电压。

在极高密度电容器和较大纹波电压的边际应用中，这可能会导致电容器端子承受很大的应力甚至破裂。

请注意，破裂的高密度陶瓷电容器会因硬的高功率短路而失效，并且在去耦或电源旁路的情况下可能会导致严重损坏甚至起火。如果这是一个问题，并且空间对于使用其他方案来说是宝贵的，那么NP0或其他1类电介质可能会为您提供足够的缓冲来使您感到舒适。

除了@SpheroPefhany回答的内容外，给定电介质的温度规格还本质上与电容随温度的变化有关。即使您控制环境温度，如果环境温度升高，您可能也需要为您的应用降低器件的有效电容，任何局部温度波动都会在电路中显示为噪声。

陶瓷电容器的有效电容也显着较低，而直流偏置较高，这在去耦或旁路情况下是一个问题，如果不能提供更高的额定电压，则一类电介质（按经验法则）会受到较小程度的影响。

结束注

我通常观察到，在相同电介质和封装尺寸的情况下，来自著名MFG组的等效零件通常足够接近，可以在所有应用中互换。清单不完整：村田，TDK，三星，凯米特，国巨

当您进入MFG二级市场和中国大众市场的通用部分时，一切都将成为现实。

— 疯狂的
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您说市场效应使在通常的包装中很难找到具有高电容或高电压的NP0电容，这是不正确的。原因是由于电介质的特性，不可能制造1uF 0805 NP0电容器，因为陶瓷的介电常数太低。陶瓷介电技术

— 尚无

@C_elegans您正在一起阅读两件事。包大小是其中的一部分，但对于任何包大小，通常都无法以更高的值提供1类。当然，可制造性是小型产品的限制，但是，如果有一个价值的需求，您会看到堆叠的零件和特殊包装，就像您在其他价值上一样

— crasic 18'Dec 23'18

您指的是什么包裹？Mouser具有0201-5550的NP0瓶盖（无论如何）。您是说通孔零件吗？

— C_Elegans

这不是完整的说明，而是完整的说明，因为Spehro Pefhany和crasic已经详细介绍了主要类型的陶瓷电容器的主要特性。但是，他们忽略了直到几年前在音频电子工程师圈子中都知道的一个话题：陶瓷是分散电介质（几乎是所有现有的电介质，但真空除外），其介电常数在至几个 $1\mathrm{Hz}$ $\mathrm{kHz}$ 。
即使您设法找到与温度和施加电压无关的合理陶瓷电容器，您也可能会遇到这个微妙的问题：这些设备的电容，而对于以上的频率来说却是恒定且稳定的 $1\mathrm{MHz}$ ，可能会大大改变音频带宽。

为什么这是个问题？
就像这个世界上几乎所有事物一样，电容器可以看作是具有明确定义的传递函数的对象：

原理图

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

陶瓷电容器的传递函数具有以下相位特性其中 $H_c(j\omega)$

\arg [H_{c} (j ω)] = {\begin{cases} j k ω & f > few k H z \\ j p (ω) \neq j k ω & f is below the above limit \end{cases}

$\arg \big[H_c(j\omega)\big]= \begin{cases} jk\omega & f>\text{few $\mathrm{kHz}$}\\ jp(\omega)\neq jk\omega & f\text{ is below the above limit} \end{cases}$

像往常一样，其中是输入信号的频率， $\omega=2\pi f$ $f$
$k$ 是一个常数，有时称为相位延迟
$p(\omega)$ 是一种非线性的（通常为奇数）函数渐近趋向于线性函数作为 $\omega$ $k\omega$ $\omega\to\infty$

这意味着，在传递函数的相位特性为非线性的频率范围内（即介电常数在我们的特定情况下不是恒定的），输入信号 $p(\omega)$ 的不同频谱分量以不同的方式延迟，具体取决于关于的值。
因此，这意味着此类电容器不应在更加强调其电介质的色散特性的频率范围内使用：因此，最好避免在低频音频信号电路的信号路径上使用陶瓷电容器

— 丹妮（Daniele Tampieri）
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什么是音频应用的最佳电容器类型？

— 埃德加·布朗

正如他们在diyAudio.com上讨论的那样，一些实验者在其动圈乙烯基音频RIAA补偿电路中仅使用俄罗斯/苏联时代的特富龙电容器。加上NJFET，具有低噪声并联VDD稳压器。

— Analogsystemsrf

@EdgarBrown-通常，电影是信号路径内音频应用程序的首选选择。不过，无论您使用哪种电路，陶瓷都可用于电源旁路/去耦。

— ThreePhaseEel

@EdgarBrown：正如ThreePhaseEel在他的评论中所写，用于音频应用的信号路径上放置的最佳电容器可能是薄膜电容器，即使有纯粹主义者会说最佳电容器不是电容器，即直接耦合。但是，在难以设计直接耦合电路的阀电路中，我也看到了金属化云母电容器。

— Daniele Tampieri