憑借越來越高的電容量和更具有競爭力的價格，多層陶瓷電容(MLCC)正在逐漸滲透鉭電容長期壟斷的市場。由于可以降低成本和提高產(chǎn)品性能，新型高容量MLCC正在成為鉭電容的替代性選擇。
人們開始越來越多地使用MLCC，并日益看好其在新型電路設(shè)計中的應(yīng)用前景。在過去5到10年里，MLCC和鉭電容的單位體積電容量都已提高至原來的10~100倍。因此，MLCC的應(yīng)用領(lǐng)域已逐漸擴大到以前由鉭電容主宰的地盤，而鉭電容則進入以前由鋁電解電容等占領(lǐng)的容量更高的應(yīng)用范圍。
MLCC和鉭電容目前正在1.0~100uF之間的市場展開競爭。許多電路設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)，新一代大容量MLCC可以更好地滿足他們的需求，而且具有更高的產(chǎn)量水平(目前年產(chǎn)約6,000億只，而鉭電容為250億只) 。此外，由于廠商在基本金屬電極和工藝方面的改進都極大地降低了MLCC的成本。
MLCC與鉭電容器在應(yīng)用中的比較
在1990年，Y5V型MLCC的價格已達到鉭電容的水平，到1995年，X7R型的價格達到1.0uF鉭電容器的水平。這些重大變化使得MLCC可以與鉭電容器在許多應(yīng)用領(lǐng)域展開直接競爭。對電性能的要求主要取決于具體的應(yīng)用，我們可以對它們在平滑濾波和退耦這兩個主要應(yīng)用領(lǐng)域的表現(xiàn)作一番比較。
對于平滑濾波來說，在開關(guān)模式電源(SMPS)中的應(yīng)用是最普通的應(yīng)用之一，它覆蓋非常寬廣的輸出功率范圍和波動電流。雖然如此，但現(xiàn)代SMPS設(shè)計對于最高工作溫度、電容和高頻開關(guān)等方面的限制經(jīng)常使得電容技術(shù)的選擇變得明朗。在不容易進行選擇的領(lǐng)域，最好進行性價比分析。
使用由全波整流橋組成的模擬電路，可以利用MLCC或者鉭電容“平滑濾波”。對于Y5V MLCC、X7R MLCC和鉭電容三個系列來說，性能均隨著電容量的提高而改善，但是在MLCC的范圍內(nèi)，所有的性能水平都能找到更加便宜的解決方案。在中低性能水平上，Y5V MLCC是成本效益最高的解決方案，對于高性能水平(包括最佳水平)，X7R MLCC則是最好的選擇。在頻率更高(例如，1 MHz)時，X7R MLCC的競爭優(yōu)勢更加明顯，因為鉭電容的有效電容下降，而且串聯(lián)等效電阻(ESR)較高。
而在退耦應(yīng)用里，人們必須評估IC執(zhí)行規(guī)定的變化而又不引起額外電壓波動(可能導(dǎo)致IC性能嚴重下降)所要求的電量。這意味著電容必須做出響應(yīng)，實際上是作為低阻抗充電電源。與平滑濾波應(yīng)用一樣，其性能隨著電容的提高而改善。在100 kHz和400C條件下，1uF的MLCC比1uF、16 V鉭電容的成本效益更高。
C尺寸的33uF和D尺寸的100uF的MLCC電容性能更高，但成本也相應(yīng)顯著上升。而且，由于這些元件的尺寸較大，設(shè)計人員可能優(yōu)先考慮使用一個以上的MLCC，而不是用較大的鉭電容。結(jié)果顯示，在較寬的頻率和溫度范圍內(nèi)，X7R和Y5V MLCC的成本效益相當于鉭電容。 |
