Как уменьшить влияние эффекта DC-Bias на ёмкость

Многослойные керамические конденсаторы обладают многочисленными преимуществами, однако при определенных условиях их емкость может уменьшаться при приложении постоянного напряжения. Данный феномен называется эффектом DC-bias, или смещением по постоянному току и может представлять проблему для инженеров‑конструкторов, незнакомых с характеристиками этой разновидности конденсаторов. К счастью, новые достижения компании Murata Electronics в технологии керамических материалов на базе BaTiO3 позволяют ослабить этот эффект путем специальной адаптации кристаллов BaTiO3 для смягчения эффекта обратной поляризации. Это уменьшает эффект DC-bias, правда, часто это сопряжено с получением меньшей исходной емкости. Компании Murata удалось разработать материал с минимальным падением емкости относительно уровня нулевого смещения. Самый прямой способ взять эффект Dc-bias под контроль — учесть его на этапе планирования конструкции. Теперь это стало просто благодаря интерактивным программным средствам, которые помогают инженеру в проектировании схемы на уровне компонентов. Пользователю достаточно ввести основные параметры, и программа автоматически строит график, демонстрирующий поведение конденсатора при различных уровнях постоянного тока по данным измерений. Можно также указать дополнительную информацию (например, тепловое сопротивление и температуру окружающего воздуха) и получить индивидуально адаптированное решение. Теперь, сделав всего несколько щелчков мышью, инженер-конструктор сможет рассмотреть эффект DC-bias, чтобы затем учесть его при выборе компонентов. Например, введя соответствующие параметры в интерактивные средства проектирования, инженер может определить, что с учетом эффекта DC-bias лучше использовать в конструкции два конденсатора с размером корпуса 0805, чем один с размером корпуса 1210. Здесь важно заметить, что значения емкостей, указанные в спецификациях, не учитывают DC-bias характеристики. Например, если в разработке требуется 10 мкФ, то возможно инженеру потребуется использовать конденсатор на 22 мкФ для достижения значения емкости указанного в спецификации. Зная это заранее, инженер-разработчик сохранит своё время. Также обычной ошибкой разработчиков является выбор более высокого значения емкости без проверки влияния DC-bias на емкость, т. к. более высокое, чем необходимо, значение емкости тоже будет иметь сильнейший DC-bias эффект. Например, если мы будем брать в расчет DC-bias, то может оказаться, что для достижения желаемого уровня емкости, более разумно использовать в разработке два многослойных керамических конденсатора более низкой емкости вместо одного более высокой емкости.