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薄膜电容器的吸收系数是多少?为什么越小越好?

薄膜电容的吸收系数指的是什么?是不是越小越好?

 

在介绍薄膜电容器的吸收系数之前,我们先来了解一下什么是电介质,电介质的极化以及电容器的吸收现象。

 

电介质

电介质是一种不导电的物质,即绝缘体,内部没有可以移动的电荷。如果将电介质置于静电场中,电介质原子的电子和原子核在原子范围内做“微观相对位移”在电场力的作用下,但不是像导体中的自由电子那样远离其所属原子的“宏观运动”。当达到静电平衡时,电介质内部的场强不为零。这是电介质和导体电性能之间的主要区别。

 

介电极化

在外加电场的作用下,电介质内部沿电场方向出现宏观偶极矩,电介质表面出现束缚电荷,这就是电介质的极化。

 

吸收现象

电介质在外加电场作用下缓慢极化而引起的电容器充放电过程中的时滞现象。通俗的理解是要求电容立即充满,但并不是立即充满;要求电容将电荷完全释放,但没有释放,出现时滞现象。

 

薄膜电容器吸收系数

用于描述薄膜电容器介电吸收现象的数值称为吸收系数,用Ka表示。薄膜电容器的介质吸收效应决定了电容器的低频特性,不同介质的电容器Ka值差异较大。同一电容器不同测试时间,测量结果不同;同一规格、不同厂家、不同批次的电容器,Ka值也有差异。

 

那么现在有两个问题——

Q1.薄膜电容的吸收系数是不是越小越好?

Q2。较大的吸收系数有哪些不利影响?

 

A1:

在外加电场作用下:Ka越小(吸收系数越小)→电介质(即绝缘体)的极化越弱→电介质表面的结合力越低→电介质对电荷牵引的结合力越小→ 电容器的吸收现象越弱 → 电容器充放电速度越快。理想状态:Ka为0,即吸收系数为0,电介质(即绝缘体)在外加电场作用下无极化现象,电介质表面对电荷无牵引束缚力,电容器充放电响应没有滞后现象。因此薄膜电容器的吸收系数越小越好。

 

A2:

Ka值过大的电容器对不同电路的影响有不同的表现形式,如下所示。

1)差分电路变成耦合电路

2)锯齿电路产生的锯齿波返回增加,电路无法快速恢复

3) 限幅器、钳位器、窄脉冲输出波形失真

4)超低频平滑滤波器的时间常数变大

(5)直流放大器零点受到干扰,单向漂移

6)采样保持电路精度下降

7) 线性放大器直流工作点的漂移

8)电源电路纹波增大

 

 

上述所有介质吸收效应的表现都离不开电容器的本质“惯性”,即在规定的时间内充电没有充电到预期值,反之放电也是如此。

Ka值较大的电容器的绝缘电阻(或漏电流)与理想电容器(Ka=0)的不同之处在于,绝缘电阻(或漏电流)随着测试时间的延长而增大(漏电流减小)。目前中国规定的考试时间为一分钟。


发布时间:2022年1月11日

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