楼氏电容丨如何简化电容器电介质选择？了解电介质编码！

在设计陶瓷电容器时，所使用的电介质类型将影响电容器的特性并决定其电性能。

电介质类型

一般而言有两种类型的陶瓷电介质——常诱电性(Paraelectric)和强诱电型 (Ferroelectric)介质。

● 常诱电性 (Paraelectric)介质——I类电介质：包含常诱电性（或非强诱电型）陶瓷的电介质被称为 I 类电介质。该类电介质的极化与电压呈线性关系，并具有线性温度系数。基于 I 类电介质的电容器在各种温度下都具有高稳定性，介电常数较低，这意味着电容器能达到的容值较小。

● 强诱电型 (Ferroelectric)介质—II 类电介质：包含强诱电型陶瓷的电介质被称为 II 类电介质。与I 类电介质相比，这类电介质的介电常数更高，但容值在不同温度下的稳定性要差许多。II 类电介质的各项电介质参数都比 I 类电介质要高，但在不同温度、电压、频率下的性能稳定性要低，且更易老化。

对于 I 类和 II 类电介质，温度系数和工作温度的不同组合会呈现不同的电介质特性，并根据这些特性分属不同的“应用类别”，这些应用类别由两套独立的标准定义。一个标准来自国际电工委员会 (IEC)，另一个来自电子工业联盟 (EIA)，EIA于 2011 年解散，但其标准仍在沿用，并已成为电子元件工业协会 (ECIA) 的一部分。了解每个标准使用的分类系统可以帮助我们轻松识别两种电介质类型的温度系数和工作温度。

I类电介质

电子工业联盟EIA标准

对于 I 类电介质，EIA RS-198 标准代码定义了一个“字母-数字-字母”的代码模式来描述 I 类电介质的温度系数，如下所示：

● 第一个字母代表容值随温度变化的有效数字，单位为 ppm/K

● 第二个数字代表温度系数的乘数

● 第三个字母代表最大容差，单位为ppm/K

表 1. 参考 EIA-RS-198 的温度系数 α 的 I 类陶瓷电容器代码

这些代码组合如表 1 所示。以常用的 I 类电介质C0G为例，该电介质在-55°C 至 125°C 的工作温度范围内具有 0 +/- 30 ppm/K，或允许的容值变化为 ±30 ppm/°C。因此，C0G电介质的K值通常在20到100之间，用于制造皮法 (pF) 至纳法 (nF) 区间内的稳定、低容的电容器。

国际电工委员会IEC/EN标准

对于IEC/EN 60384-8/21 标准，温度系数和容差被替换为所使用的 EIA 代码的两个字母。例如，C0G 对应的 IEC/EN 代码是 CG。陶瓷名称也可以根据 IEC/EN 60384-8/21 和 EIA 代码进行细分。表 2 显示了不同的陶瓷名称，温度系数嵌于其中。

表2. I 类陶瓷电容器名称、温度、系数 α、α 容差和 α 的字母代码，参考 IEC/EN 60384-8/21 和 EIA-RS-198。

MIL-PRF-55681 和 MIL-PRF-123等标准

此外，MIL-PRF-55681 和 MIL-PRF-123 等军用规范使用包含两个字母的格式。额定温度和电压-温度限值由两位字母标识：第一个字母“B”表示-55°C至+125°C的额定温度，第二个字母表示电压-温度限值，如表3所示。例如，BP的额定温度为-55° C 至 +125°C，静电容量变化0 ± 30 ppm/°C。

表 3. I 类电介质在MIL-PRF-55681G 修订版1的标准下的电压温度限值

II类电介质

电子工业联盟EIA RS-198 标准

II 类电介质的分类方式与 I 类电介质有所不同，但也参照EIA ES-198 标准根据不同温度范围内的容值变化按以下方式使用字母-数字-字母的形式进行标记：

● 第一个字母表示最低工作温度

● 第二个数字表示最高工作温度

● 最后一个字母表示静电容量变化或温度系数，如表 4 所示

表 4.基于EIA RS-198 的 II 类陶瓷电容代码系统，显示了温度范围和温度系数

常用的 II 类电介质包括 X7R 和 X5R，它们的静电容量变化为±15%，但能承受的最高温度不同。

国际电工委员会IEC/EN标准

与用于 I 类电介质的 IEC/EN 标准的代码一样，IEC/EN 标准也使用两位数代码。

表 5.基于IEC/EN 60384-9/22的 II 类陶瓷电容代码系统，显示了温度范围和静电容量变化

如表5所示，可以将 EIA 代码转换为 IEC/EN 代码——尽管某些部分无法完整转译。例如，EIA 代码 X7R 与 IEC/EN 代码 2X1 相关，但后者要求±15%，工作温度为 −55°C 至 +125°C。