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    1. 薄膜電容基礎資料

      2014年11月7日

      (一)薄膜電容器的基礎知識

      1. 電容器的基本概念

      1.1 電容:使孤立導體每升高單位電位所需要的電量。

      C=q/U(庫侖/伏特)

      1.2 單位(法拉 F):

      1F=1庫侖/1伏特=106μF=1012pF  

      1μF=103nF

      1.3 電容器:由多個導電體組成的能夠存儲電荷的容器。

       

      CAB=QA/(UA- UB)

       

      1.4 電容器的聯接:

      串聯:1/Cs=1/C1+1/C2    

      Cs=C1C2/(C1+C2)

      并聯:Cp=C1+C2  

      2. 電容器的基本參數

      2.1 電容量 平板電容: C=εs/d  ε=ε0εr   S=L×W

      (其中ε0為常數,εr為相對介電常數,S為電極有效面積,d為介質厚度

      2.2 損耗角正切D:

      D=tgδ=P有/P 

      (即通過電容器的總功率與在電容器內的熱功耗)

      P=P無+P有    

      tgδ=tgδS+tgδP

      tgδS=ωCRS    tgδp=1/ωCRP

      RS:串聯電阻  RP:并聯電阻

      2.3 耐壓Vt-t:不僅與基膜的厚度及電弱點有關,還與鍍層有關。

      2.4 絕緣電阻RI(漏電流):介質內部的本征漏電流及吸收電流。

      本征漏電流:雜質決定

      吸收電流:介質極化引起(例如偶極子⊕----Θ)運動

      2.5 過流能力(dv/dt):  

      Ip=C dv/dt 

      I=Ir+Ip 

      Ir=2πfcu     Ip=c×dv/dt

      2.6 耐溫T :電容器的 高/ 低使用溫度(-40/105);

      2.7 熱穩定性(Δt-t):

      電容器正常發熱時溫升達到穩定所需要的時間,(2h、48h ); 

      熱穩定時間越短(同體積),說明熱穩定性越好。

      2.8 自愈性(SH):介質擊穿后自我恢復能力(ΔC/C≤0.5%,自愈次數<2次);

      (1).ΔC/C≤0.5%     u≤3.5un   自愈聲 0.8un  <2次

      介質自愈性:碳沉積量:ppa  1    pp  45   PET 55

      (2).電板自愈性:焦耳熱(cm²) 

      AL:1.6×10-²J    ZnAL:3.2×10-³

      2.9 安全性:

      (1).阻燃性:(UL94V-0級)

      (2).防爆 :P0  P1  P2三級;

      (3).灼熱絲:帶焰燃燒 t<30S(T=750℃,10S)

      2.10 耐久性(壽命等級)條件:電壓1.25Un/1.4Un  溫度 T=Tmax 連續工作 

           A級  10000h 

           B級  2000h  

           C級  600h 

           D級  200h

      2.11 可靠性等級(λ:失效率10-λ)分為 五級 六級 七級 八級 九級。

      (1).失效率 • λ=1/(元件數•小時)  1fit=1×10-9/h 

                     • 平均無故障時間   MTBF (R(t)e-λt)=1/λ

      (2).失效率等級

      亞五級

      Y

      3×10-5     

       

      九級

      J

       

      五級

      W

      1×10-5

      十級

      S

      1*10-10

      六級

      L

       

      民用級

      24

      100h

      七級

      Q

       

      軍用級

      168h

       

      八級

      B

       

      宇航級

      240h

      1000h

      2.12 熱阻

      (1).電容器的發熱點與環境的溫度與電容器產生的功率耗損的比值:

           Rδ=△T/ P有  (穩定態)

      (2).Rδ與P有關系

       

      2.13 雜散電感:由于引線長度等因素引起的寄生電感。(1nH/mm).測量方法有2種:用數字電橋(TH2826)直接測量也可以用IGBT短路法直接測量

      (ε=-L△I/△T)