مكثف سيراميكي

المكثف الخزفي هو مكثف ذو قيمة ثابتة، حيث تعمل المادة الخزفية كعازل . ويتكون من طبقتين أو أكثر متناوبتين من الخزف وطبقة معدنية تعمل كأقطاب كهربائية . ويحدد تركيب المادة الخزفية السلوك الكهربائي، وبالتالي التطبيقات. تُقسم المكثفات الخزفية إلى فئتين من التطبيقات:

توفر المكثفات الخزفية من الفئة 1 استقرارًا عاليًا وخسائر منخفضة لتطبيقات الدوائر الرنانة.
توفر المكثفات الخزفية من الفئة 2 كفاءة حجمية عالية لتطبيقات التخزين المؤقت والتجاوز والربط.

تُعد المكثفات الخزفية، وخاصة المكثفات الخزفية متعددة الطبقات (MLCCs)، أكثر المكثفات إنتاجاً واستخداماً في المعدات الإلكترونية، حيث يتم تضمين ما يقرب من تريليون (10 ¹² ) قطعة سنوياً. ^{[ 1 ]}

تُستخدم المكثفات الخزفية ذات الأشكال والأنماط الخاصة كمكثفات لقمع التداخل الكهرومغناطيسي ، وكمكثفات تمرير، وبأبعاد أكبر كمكثفات طاقة لأجهزة الإرسال .

تاريخ

مجموعة مختارة من المكثفات الخزفية: مكثفات قرصية ثابتة الأطراف على اليسار واليمين؛ مكثفات رقائقية خزفية متعددة الطبقات (MLCC) في المنتصف

منذ بداية دراسة الكهرباء، استُخدمت مواد غير موصلة مثل الزجاج والخزف والورق والميكا كعوازل . وبعد بضعة عقود، أصبحت هذه المواد مناسبة أيضاً للاستخدام كعازل لأولى المكثفات.

حتى في السنوات الأولى لجهاز الإرسال اللاسلكي الذي ابتكره ماركوني ، استُخدمت مكثفات الخزف لتطبيقات الجهد العالي والتردد العالي في أجهزة الإرسال . أما في جانب الاستقبال، فاستُخدمت مكثفات الميكا الأصغر حجمًا للدوائر الرنانة. وقد اخترع ويليام دوبيلير مكثفات الميكا العازلة عام ١٩٠٩. وقبل الحرب العالمية الثانية ، كانت الميكا أكثر المواد العازلة شيوعًا في صناعة المكثفات في الولايات المتحدة. ^{[ ١ ]}

الميكا مادة طبيعية غير متوفرة بكميات غير محدودة. لذا، في منتصف عشرينيات القرن الماضي، أدى نقص الميكا في ألمانيا والخبرة المكتسبة في صناعة الخزف - وهو نوع خاص من السيراميك - إلى إنتاج أول مكثفات في ألمانيا باستخدام السيراميك كمادة عازلة، مما أسس لجيل جديد من المكثفات السيراميكية. استُخدم ثاني أكسيد التيتانيوم البارامغناطيسي ( الروتيل ) كأول مادة عازلة سيراميكية نظرًا لاعتماد سعته خطيًا على درجة الحرارة، مما يسمح بتعويض تأثير درجة الحرارة على الدوائر الرنانة، كما أنه يُمكن استخدامه كبديل لمكثفات الميكا. في عام 1926، تم إنتاج هذه المكثفات السيراميكية بكميات صغيرة، ثم ازداد إنتاجها في أربعينيات القرن الماضي. كان تصميم هذه السيراميكات المبكرة عبارة عن قرص مطلي بالمعدن من كلا الجانبين، وموصول بأسلاك مطلية بالقصدير. يسبق هذا التصميم الترانزستور، وقد استُخدم على نطاق واسع في أجهزة الصمامات المفرغة (مثل أجهزة استقبال الراديو) من حوالي عام 1930 وحتى خمسينيات القرن الماضي.

لكن هذه المادة العازلة شبه الكهربائية كانت ذات سماحية منخفضة نسبيًا ، مما لم يسمح إلا بتحقيق قيم سعة صغيرة. ومع توسع سوق أجهزة الراديو في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، ازداد الطلب على قيم سعة أعلى، ولكن أقل من المكثفات الإلكتروليتية، لتطبيقات فصل الترددات العالية. وفي عام ١٩٢١، اكتُشفت مادة تيتانات الباريوم الخزفية الفيروكهربائية، ذات سماحية في حدود ١٠٠٠، أي ما يقارب عشرة أضعاف سماحية ثاني أكسيد التيتانيوم أو الميكا، وبدأت تلعب دورًا أكبر بكثير في التطبيقات الإلكترونية. ^{[ ١ ]}^{[ ٢ ]}

أدت السماحية العالية إلى قيم سعة أعلى بكثير، ولكن هذا ارتبط بمعاملات كهربائية غير مستقرة نسبيًا. لذلك، لم يكن بإمكان هذه المكثفات الخزفية أن تحل محل مكثفات الميكا الشائعة الاستخدام إلا في التطبيقات التي لا تتطلب استقرارًا كبيرًا. وقد ساهمت أبعادها الأصغر، مقارنةً بمكثفات الميكا، وانخفاض تكاليف إنتاجها، وعدم اعتمادها على توافر الميكا، في تسريع انتشارها.

أدى النمو السريع لصناعة البث الإذاعي والتلفزيوني بعد الحرب العالمية الثانية إلى تعميق فهم علم البلورات ، والتحولات الطورية، والتحسين الكيميائي والميكانيكي للمواد الخزفية. ومن خلال مزيج معقد من مواد أساسية مختلفة، يمكن ضبط الخصائص الكهربائية للمكثفات الخزفية بدقة. ولتمييز هذه الخصائص، حددت المعايير عدة فئات تطبيقية مختلفة (الفئة 1، الفئة 2، الفئة 3). ومن اللافت للنظر أن التطور المنفصل خلال الحرب وما بعدها في السوقين الأمريكية والأوروبية أدى إلى تعريفات مختلفة لهذه الفئات (EIA مقابل IEC)، ولم يتم توحيدها عالميًا وفقًا لمعايير IEC إلا مؤخرًا (منذ عام 2010).

كان النمط الشائع للمكثفات الخزفية الموجودة أسفل القرص (والتي كانت تُسمى آنذاك مكثفات) في تطبيقات الراديو في الفترة ما بعد الحرب، من الخمسينيات وحتى السبعينيات، عبارة عن أنبوب خزفي مغطى بالقصدير أو الفضة من الداخل والخارج. وكان يتضمن أطرافًا طويلة نسبيًا تُشكل، مع المقاومات والمكونات الأخرى، شبكة متشابكة من الأسلاك ذات الدائرة المفتوحة.

سهّلت مادة السيراميك سهلة التشكيل تطوير أنماط خاصة وكبيرة من مكثفات السيراميك لتطبيقات الجهد العالي والتردد العالي (RF) والطاقة.

مع تطور تكنولوجيا أشباه الموصلات في خمسينيات القرن العشرين، طُوِّرت مكثفات الطبقة الحاجزة، أو مكثفات الفئة الثالثة وفقًا لمعيار اللجنة الكهروتقنية الدولية/الفئة الرابعة وفقًا لمعيار جمعية الصناعات الكهربائية، باستخدام سيراميك كهروإجهادي مُطعَّم . ولأن هذه المادة المُطعَّمة لم تكن مناسبة لإنتاج طبقات متعددة، فقد استُبدلت بعد عقود بمكثفات الفئة الثانية Y5V.

كان من الممكن إنتاج مكثفات الأقراص الخزفية المبكرة بتكلفة أقل من مكثفات الأنابيب الخزفية الشائعة في خمسينيات وسبعينيات القرن الماضي. وقد ابتكرت شركة أمريكية، خلال برنامج أبولو الذي انطلق عام ١٩٦١، تقنية تكديس أقراص متعددة لتكوين وحدة متجانسة. تميز هذا "المكثف الخزفي متعدد الطبقات" (MLCC) بصغر حجمه وقدرته على توفير سعات عالية. ^{[ ٣ ]} شكل إنتاج هذه المكثفات باستخدام عمليات صب الشريط والتلبيد المشترك للأقطاب الخزفية تحديًا كبيرًا في التصنيع. وسّعت مكثفات MLCC نطاق التطبيقات لتشمل تلك التي تتطلب قيم سعة أكبر في أحجام أصغر. وكانت مكثفات الرقائق الخزفية هذه القوة الدافعة وراء تحويل الأجهزة الإلكترونية من تقنية التركيب عبر الثقوب إلى تقنية التركيب السطحي في ثمانينيات القرن الماضي. كما أمكن استبدال المكثفات الإلكتروليتية المستقطبة بمكثفات خزفية غير مستقطبة، مما سهّل عملية التركيب.

في عام 1993، نجحت شركة TDK في استبدال أقطاب البلاديوم بأقطاب نيكل أرخص بكثير، مما أدى إلى خفض تكاليف الإنتاج بشكل ملحوظ وتمكين الإنتاج الضخم لمكثفات MLCC. ^{[ 4 ]} سمح هذا التحسين التكنولوجي باستبدال البلاديوم بناءً على السعر ^{[ 5 ]} بعد ارتفاع سعر البلاديوم في عام 2000، الأمر الذي، بالإضافة إلى لجوء المصنّعين إلى مخزوناتهم بدلاً من الشراء من السوق، وانخفاض الطلب على الإلكترونيات خلال فقاعة الإنترنت ، أدى إلى انهيار الطلب على البلاديوم في الإلكترونيات عام 2001 إلى ثلث ما كان عليه في العام السابق (من 2.16 إلى 0.7 مليون أونصة تيرا ). ^{[ 6 ]} وحتى عام 2025، لم يتعافَ الطلب إلى مستواه قبل عام 2000.

اعتبارًا من عام 2012يتم تصنيع أكثر من 10 إلى ¹² مكثفًا متعدد الطبقات (MLCC) سنويًا. ^{[ 1 ]} إلى جانب مكثفات الرقائق الخزفية، تُستخدم مكثفات الأقراص الخزفية غالبًا كمكثفات أمان في تطبيقات كبح التداخل الكهرومغناطيسي . بالإضافة إلى ذلك، تتوفر أيضًا مكثفات طاقة خزفية كبيرة لتطبيقات أجهزة الإرسال ذات الجهد العالي أو التردد العالي.

شهدت المواد الخزفية تطورات جديدة بفضل الخزف المضاد للكهرباء الحديدية. يتميز هذا النوع من الخزف بتحول طوري غير خطي بين حالتي الكهرباء الحديدية والكهرباء الحديدية، مما يسمح بزيادة تخزين الطاقة بكفاءة حجمية أعلى. ويُستخدم هذا النوع في تخزين الطاقة (على سبيل المثال، في الصواعق). ^{[ 7 ]}

فئات التطبيقات، التعريفات

تؤثر المواد الخزفية المختلفة المستخدمة في المكثفات الخزفية، سواءً كانت خزفية باراكهربائية أو خزفية فيروكهربائية ، على خصائصها الكهربائية. فاستخدام مخاليط من مواد باراكهربائية أساسها ثاني أكسيد التيتانيوم يُنتج سلوكًا خطيًا مستقرًا للغاية لقيمة السعة ضمن نطاق درجة حرارة محدد، مع انخفاض الفقد عند الترددات العالية. إلا أن هذه المخاليط تتميز بنفاذية كهربائية منخفضة نسبيًا ، مما يجعل قيم سعة هذه المكثفات صغيرة نسبيًا.

يمكن الحصول على قيم سعة أعلى للمكثفات الخزفية باستخدام مزيج من المواد الكهروإجهادية، مثل تيتانات الباريوم، مع أكاسيد محددة. تتميز هذه المواد العازلة بنفاذية كهربائية أعلى بكثير، ولكن في الوقت نفسه، تكون قيمة سعتها غير خطية تقريبًا ضمن نطاق درجات الحرارة، وتكون الخسائر عند الترددات العالية أعلى بكثير. تتطلب هذه الخصائص الكهربائية المختلفة للمكثفات الخزفية تصنيفها إلى "فئات تطبيقية". يستند تعريف هذه الفئات التطبيقية إلى التقييس. اعتبارًا من عام 2013، كان هناك مجموعتان من المعايير قيد الاستخدام، إحداهما من اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) والأخرى من تحالف الصناعات الإلكترونية (EIA) الذي تم حله لاحقًا.

تختلف تعريفات فئات التطبيقات الواردة في المعيارين. يوضح الجدول التالي التعريفات المختلفة لفئات التطبيقات الخاصة بالمكثفات الخزفية:

تعريفات مختلفة لفئات تطبيقات المكثفات الخزفية
تعريف يتعلق بالمعيارين IEC/EN 60384-1 و IEC/EN 60384-8/9/21/22	تعريف يتعلق بمعيار EIA RS-198
توفر المكثفات الخزفية من الفئة 1 استقرارًا عاليًا وخسائر منخفضة لتطبيقات الدوائر الرنانة.	توفر المكثفات الخزفية من الفئة الأولى (أو الفئة 1 كتابةً) استقرارًا عاليًا وفقدًا منخفضًا لتطبيقات الدوائر الرنانة
توفر المكثفات الخزفية من الفئة 2 كفاءة حجمية عالية لتطبيقات التنعيم والتجاوز والربط والفصل	توفر المكثفات الخزفية من الفئة الثانية (أو الفئة 2 كتابةً) كفاءة حجمية عالية مع تغير في السعة أقل من -15% إلى +15% ونطاق درجة حرارة أكبر من -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية، لتطبيقات التنعيم والتجاوز والربط والفصل
المكثفات الخزفية من الفئة 3 هي مكثفات ذات طبقة عازلة لم تعد موحدة.	تتميز المكثفات الخزفية من الفئة الثالثة (أو الفئة 3 كتابةً) بكفاءة حجمية أعلى من مكثفات الفئة الثانية وفقًا لمعايير EIA، ويتراوح التغير النموذجي في سعتها بين -22% و+56% ضمن نطاق درجة حرارة منخفض يتراوح بين 10 و55 درجة مئوية. ويمكن استبدالها بمكثفات من الفئة الثانية وفقًا لمعايير EIA، وهي Y5U/Y5V أو Z5U/Z5V.
–	المكثفات الخزفية من الفئة الرابعة (أو الفئة 4 كتابةً) هي مكثفات ذات طبقة عازلة لم تعد موحدة.

فضّل المصنّعون، وخاصة في الولايات المتحدة، معايير تحالف الصناعات الإلكترونية (EIA). ويحدد معيار EIA RS-198، الذي يشبه إلى حد كبير معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) في جوانب عديدة، أربع فئات تطبيقية للمكثفات الخزفية. ^{[ 8 ]}

يُعزى سوء الفهم الكبير في تفسير أوصاف الفئات في بيانات العديد من الشركات المصنعة إلى اختلاف أرقام الفئات ضمن المعيارين. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} توقفت جمعية صناعة المعدات الكهربائية (EIA) عن العمل في 11 فبراير 2011، لكن القطاعات السابقة لا تزال تخدم منظمات التقييس الدولية.

فيما يلي، سيتم تفضيل تعريفات معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) وفي الحالات المهمة سيتم مقارنتها بتعريفات معيار تقييم الأثر البيئي (EIA).

مكثفات سيراميك من الفئة 1

المكثفات الخزفية من الفئة 1 مكثفات دقيقة تعوض تغيرات درجة الحرارة. توفر هذه المكثفات أعلى مستويات استقرار الجهد ودرجة الحرارة، وإلى حد ما، التردد. تتميز بأقل خسائر، ولذلك فهي مناسبة بشكل خاص لتطبيقات الدوائر الرنانة حيث يكون الاستقرار ضروريًا أو حيث يلزم تحديد معامل درجة حرارة دقيق ، على سبيل المثال في تعويض تأثيرات درجة الحرارة في الدائرة. تتكون المواد الأساسية للمكثفات الخزفية من الفئة 1 من خليط من حبيبات مطحونة بدقة من مواد باراكهرومغناطيسية مثل ثاني أكسيد التيتانيوم ( TiO₂).₂ )، مُعدّلة بإضافات من الزنكوالزركونيوموالنيوبيوموالمغنيسيوموالتنتالوم والكوبالت والسترونتيوم، وهي ضرورية لتحقيق الخصائص الخطية المطلوبة للمكثف.^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

يعتمد سلوك السعة الكهربائية العام للمكثفات من الفئة 1 على درجة الحرارة على المادة الأساسية غير العازلة، على سبيل المثال TiO_٢. تُستخدم الإضافات في التركيب الكيميائي لضبط خصائص درجة الحرارة المطلوبة بدقة. تتميز مكثفات السيراميك من الفئة الأولى بأقلكفاءة حجميةبين مكثفات السيراميك، ويعود ذلك إلى انخفاضسماحيةالمواد البارامغناطيسية نسبيًا (من ٦ إلى ٢٠٠). لذا، تتميز مكثفات الفئة الأولى بقيم سعة منخفضة.

مواد خزفية للمكثفات الخزفية من الفئة 1
الصيغة الكيميائية	السماحية النسبية ε	معامل درجة الحرارة α / جزء في المليون·كلفن ⁻¹
MgNb₂ O₆	21	-70
ZnNb₂ O₆	25	-56
MgTa₂ O₆	28	18
الزنك والتنتالوم₂ O₆	38	9
(ZnMg)TiO₃	32	5
(ZrSn)TiO₄	37	0
با₂ تيرابايت₉ O₂₀	40	2

تتميز مكثفات الفئة الأولى بمعامل حراري يتناسب خطيًا تقريبًا مع درجة الحرارة. كما تتميز هذه المكثفات بفقدان كهربائي منخفض جدًا، حيث يبلغ عامل التبديد حوالي 0.15%. ولا تخضع هذه المكثفات لعمليات تقادم ملحوظة، وتكون قيمة سعتها مستقلة تقريبًا عن الجهد المطبق. تتيح هذه الخصائص استخدامها في مرشحات عالية الجودة، وفي الدوائر الرنانة والمذبذبات (على سبيل المثال، في دوائر الحلقة المغلقة الطورية ).

يستخدم معيار EIA RS-198 رمزًا مكونًا من ثلاثة أحرف لتصنيف مكثفات السيراميك من الفئة 1، حيث يشير الحرف الأول إلى معامل درجة الحرارة. يمثل الحرف الأول النسبة المئوية لتغير السعة مع درجة الحرارة (معامل درجة الحرارة α) بوحدة جزء في المليون لكل كلفن (ppm/K) . يمثل الحرف الثاني مُضاعِف معامل درجة الحرارة. أما الحرف الثالث فيمثل الحد الأقصى للتفاوت المسموح به بوحدة جزء في المليون لكل كلفن (ppm/K). جميع التصنيفات ضمن نطاق درجات حرارة من 25 إلى 85 درجة مئوية.

رموز أبجدية رقمية لمكثفات السيراميك من الفئة 1 لمعاملات درجة الحرارة وفقًا لمعيار EIA RS-198
معامل درجة الحرارة α / جزء في المليون·كلفن ⁻¹ رمز الحرف	رمز رقم المضاعف	التفاوت / جزء في المليون·كلفن ^-1 رمز الحرف
ج: 0.0	0: −1	G: ±30
ب: 0.3	1: −10	H: ±60
L: 0.8	2: -100	J: ±120
أ: 0.9	3: -1000	ك: ±250
م: 1.0	5: +1	L: ±500
P: 1.5	6: +10	م: ±1000
R: 2.2	7: +100	شمالاً: ±2500
S: 3.3	8: +1000
T: 4.7
V: 5.6
U: 7.5

بالإضافة إلى رمز EIA، يُعبَّر عادةً عن معامل درجة الحرارة لاعتماد سعة المكثفات الخزفية من الفئة 1 بأسماء خزفية مثل "NP0" و"N220" وما إلى ذلك. تتضمن هذه الأسماء معامل درجة الحرارة (α). في معيار IEC/EN 60384-8/21، يُستبدل معامل درجة الحرارة والتفاوت برمز مكون من حرفين (انظر الجدول) يُضاف إليه رمز EIA المقابل.

مكثفات سيراميكية من الفئة 1: أسماء السيراميك، ومعاملات درجة الحرارة، والتفاوتات، والرموز الأبجدية الرقمية وفقًا للمعيارين IEC/EN 60384-8/21 و EIA RS-198
اسم السيراميك	معامل درجة الحرارة α / جزء في المليون·كلفن ⁻¹	التسامح / جزء في المليون·كلفن ⁻¹	فئة فرعية	رمز الحرف IEC/EN	الرمز الأبجدي الرقمي لإدارة معلومات الطاقة
100 بيزو	100	±30	1ب	AG	M7G
NP0	0	±30	1ب	CG	C0G
N33	-33	±30	1ب	HG	H2G
N75	-75	±30	1ب	إل جي	L2G
N150	-150	±60	1ب	درجة الحموضة	P2H
N220	-220	±60	1ب	RH	R2H
N330	-330	±60	1ب	ش	S2H
N470	-470	±60	1ب	ذ	T2H
N750	-750	±120	1ب	جامعة جوهانسبرج	يو تو جيه
N1000	-1000	±250	1F	كيو كيه	Q3K
N1500	-1500	±250	1F	VK	P3K

على سبيل المثال، يتميز مكثف "NP0" ذو رمز EIA "C0G" بانعدام الانحراف، مع هامش خطأ يبلغ ±30 جزءًا في المليون لكل كلفن، بينما يتميز مكثف "N1500" ذو رمز "P3K" بانجراف يبلغ -1500 جزءًا في المليون لكل كلفن، مع هامش خطأ أقصى يبلغ ±250 جزءًا في المليون لكل كلفن. تجدر الإشارة إلى أن رموز المكثفات الصادرة عن IEC وEIA هي رموز صناعية وليست رموزًا عسكرية.

تشمل مكثفات الفئة 1 مكثفات ذات معاملات حرارية مختلفة (α). وتُعدّ مكثفات NP0/CG/C0G، ذات معامل حراري α ±0.10⁻⁶ ^/ كلفن وتفاوت α يبلغ 30 جزءًا في المليون، ذات أهمية تقنية كبيرة. تتميز هذه المكثفات بتغير في السعة (dC/C) بنسبة ±0.54% ضمن نطاق درجة حرارة يتراوح بين -55 و+125 درجة مئوية. وهذا يُتيح استجابة ترددية دقيقة عبر نطاق واسع من درجات الحرارة (كما في الدوائر الرنانة، على سبيل المثال). أما المواد الأخرى ذات السلوك الحراري الخاص، فتُستخدم لتعويض التغير الحراري المعاكس للمكونات الموصولة بالتوازي، مثل الملفات في دوائر المذبذبات. وتتميز مكثفات الفئة 1 بتفاوتات ضئيلة جدًا في السعة المقدرة.

منحنيات مثالية لمكثفات سيراميكية مختلفة من الفئة 1 وتمثيل لنطاق التفاوت في معامل درجة الحرارة α
منحنيات مثالية لمكثفات سيراميكية مختلفة من الفئة 1
تمثيل نطاق التسامح لمعامل درجة الحرارة α

مكثفات سيراميك من الفئة 2

مكثفات سيراميكية من الفئة 2 مع التفاوتات النموذجية لسعتها المعتمدة على درجة الحرارة (المناطق الملونة)

تتميز المكثفات الخزفية من الفئة الثانية بعازل ذي سماحية عالية، وبالتالي كفاءة حجمية أفضل من مكثفات الفئة الأولى، ولكن بدقة واستقرار أقل. يتميز العازل الخزفي بتغير غير خطي في السعة مع تغير درجة الحرارة. كما تعتمد قيمة السعة على الجهد المطبق. وهي مناسبة لتطبيقات التجاوز والربط والفصل، أو لدوائر تمييز التردد حيث تكون الخسائر المنخفضة والاستقرار العالي للسعة أقل أهمية. وعادةً ما تُظهر هذه المكثفات ظاهرة الميكروفونية .

المكثفات من الفئة 2 مصنوعة من مواد كهروإجهادية مثل تيتانات الباريوم ( BaTiO3).₃ )^{[ 13 ]} ومواد مضافة مناسبة مثلسيليكات الألومنيوم،وسيليكات المغنيسيوم،وأكسيد الألومنيوم.^{[ 14 ]} تتميز هذه الخزفيات بنفاذية كهربائية عالية جدًا (من 200 إلى 14000)، مما يسمحبمجال كهربائي، وبالتالي سعة عالية، ضمن أحجام صغيرة نسبيًا - فالمكثفات من الفئة 2 أصغر بكثير من المكثفات المماثلة من الفئة 1. ومع ذلك، فإن النفاذية الكهربائيةغير خطيةبالنسبة لشدة المجال، مما يعني أن السعة تتغير بشكل كبير مع زيادة الجهد عبر الأطراف. كما تُظهر المكثفات من الفئة 2 استقرارًا حراريًا ضعيفًا وتتلف بمرور الوقت.^{[ 11 ]}

بسبب هذه الخصائص، تُستخدم المكثفات من الفئة 2 عادةً في التطبيقات التي تتطلب قيمة دنيا فقط للسعة (بدلاً من قيمة دقيقة)، مثل التخزين المؤقت/الترشيح لمدخلات ومخرجات مصادر الطاقة، وربط الإشارات الكهربائية.

تُصنّف مكثفات الفئة الثانية وفقًا لتغير سعتها الكهربائية ضمن نطاق درجة الحرارة. ويعتمد التصنيف الأكثر شيوعًا على معيار EIA RS-198، ويستخدم رمزًا مكونًا من ثلاثة أرقام. يشير الحرف الأول إلى أدنى درجة حرارة تشغيل ، بينما يشير الحرف الثاني إلى أعلى درجة حرارة، ويشير الحرف الثالث إلى أقصى تغير مسموح به في السعة الكهربائية ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد للمكثف.

نظام ترميز المكثفات الخزفية من الفئة 2 وفقًا لمعيار EIA RS-198 لبعض نطاقات درجات الحرارة والتغير المتأصل في السعة
رمز الحرف درجة الحرارة المنخفضة	رمز الرقم درجة الحرارة العليا	تغير السعة الكهربائية برمز الحرف على مدى نطاق درجة الحرارة
X = −55 °C (−67 °F)	4 = +65 درجة مئوية (+149 درجة فهرنهايت)	P = ±10%
Y = −30 °C (−22 °F)	5 = +85 درجة مئوية (+185 درجة فهرنهايت)	R = ±15%
Z = +10 °C (+50 °F)	6 = +105 درجة مئوية (+221 درجة فهرنهايت)	L = ±15%، +15/-40% فوق 125 درجة مئوية ^{[ 15 ]}
	7 = +125 درجة مئوية (+257 درجة فهرنهايت)	S = ±22%
	8 = +150 درجة مئوية (+302 درجة فهرنهايت)	T = +22/−33%
	9 = +200 درجة مئوية (+392 درجة فهرنهايت)	U = +22/−56%
		V = +22/−82%

على سبيل المثال، يعمل مكثف Z5U ضمن نطاق درجة حرارة من +10 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية مع تغير في السعة لا يتجاوز +22% إلى -56%. بينما يعمل مكثف X7R ضمن نطاق درجة حرارة من -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية مع تغير في السعة لا يتجاوز ±15%.

بعض مواد المكثفات الخزفية من الفئة الثانية شائعة الاستخدام مذكورة أدناه:

X8R (−55/+150، ΔC/C ₀ = ±15%)،
X7R (−55/+125 °C, ΔC/C ₀ = ±15%),
X6R (−55/+105 °C، ΔC/C ₀ = ±15%)،
X5R (−55/+85 °C، ΔC/C ₀ = ±15%)،
X7S (−55/+125، ΔC/C ₀ = ±22%)،
Z5U (+10/+85 °C، ΔC/C ₀ = +22/−56%)،
Y5V (−30/+85 °C, ΔC/C ₀ = +22/−82%),

يستخدم معيار IEC/EN 60384 -9/22 رمزًا آخر مكونًا من رقمين.

نظام الترميز المتعلق بالمعيار IEC/EN 60384-9/22 لبعض نطاقات درجات الحرارة والتغير المتأصل في السعة
رمز تغيير السعة	أقصى تغير في السعة ΔC/C ₀ عند U = 0	أقصى تغير في السعة ΔC/C ₀ عند U = U _N	رمز نطاق درجة الحرارة	نطاق درجة الحرارة
2ب	±10%	+10/-15%	1	-55 ... +125 درجة مئوية
2C	±20%	+20/-30%	2	-55 ... +85 درجة مئوية
ثنائي الأبعاد	+20/-30%	+20/−40%	3	-40 ... +85 درجة مئوية
2E	+22/-56%	+22/−70%	4	-25 ... +85 درجة مئوية
2F	+30/−80%	+30/−90%	5	(-10 ... +70) درجة مئوية
2R	±15%	-	6	+10 ... +85 درجة مئوية
2X	±15%	+15/-25%	–	–

في معظم الحالات، يمكن ترجمة رمز EIA إلى رمز IEC/EN. قد تحدث أخطاء ترجمة طفيفة، ولكنها عادةً ما تكون مقبولة.

يرتبط X7R بـ 2X1
يرتبط Z5U بـ 2E6
Y5V مشابه لـ 2F4 ، الانحراف: ΔC/C ₀ = +30/−80% بدلاً من +30/−82%
X7S مشابه لـ 2C1 ، الانحراف: ΔC/C ₀ = ±20% بدلاً من ±22%
لا يتوفر رمز IEC/EN لـ X8R

نظراً لأن المكثفات الخزفية من الفئة 2 تتميز بدقة واستقرار أقل في السعة، فإنها تتطلب تحملاً أعلى.

بالنسبة للأنواع العسكرية، تحدد المواد العازلة من الفئة 2 خصائص درجة الحرارة (TC) دون خصائص درجة الحرارة والجهد (TVC). على غرار X7R، لا يمكن أن تتجاوز تغيرات النوع العسكري BX نسبة 15% مع تغير درجة الحرارة، بالإضافة إلى ضرورة بقائها ضمن نطاق +15%/-25 % عند أقصى جهد مقنن. أما النوع BR، فيبلغ حد TVC الخاص به +15%/-40%.

مكثفات سيراميك من الفئة 3

تتميز مكثفات الفئة الثالثة ذات الطبقة العازلة أو المكثفات الخزفية شبه الموصلة بنفاذية عالية جدًا، تصل إلى 50,000، وبالتالي كفاءة حجمية أفضل من مكثفات الفئة الثانية. مع ذلك، تتميز هذه المكثفات بخصائص كهربائية أسوأ، بما في ذلك دقة واستقرار أقل. وتتميز المادة العازلة بتغير غير خطي كبير في السعة مع تغير درجة الحرارة. كما تعتمد قيمة السعة على الجهد المطبق. بالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه المكثفات بفقدان عالٍ للطاقة وتتلف مع مرور الوقت.

تُصنع المكثفات الخزفية ذات الطبقة الحاجزة من مواد كهروإجهادية مُطعّمة مثل تيتانات الباريوم ( BaTiO3).₃ ). مع تحسن هذه التقنية الخزفية في منتصف الثمانينيات، أصبحت مكثفات الطبقة الحاجزة متاحة بقيم تصل إلى 100 ميكروفاراد، وفي ذلك الوقت بدا أنها يمكن أن تحل محلالمكثفات الإلكتروليتية.

لأنه من غير الممكن تصنيع مكثفات متعددة الطبقات باستخدام هذه المادة، فإن الأنواع أحادية الطبقة ذات الرصاص فقط هي المتوفرة في السوق. ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

بسبب التطورات في المكثفات الخزفية متعددة الطبقات التي تتيح أداءً فائقًا في حزمة أصغر، أصبحت مكثفات الطبقة الحاجزة كتقنية تعتبر الآن قديمة ولم تعد موحدة من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC).

البناء والأنماط

البنية الأساسية للمكثفات الخزفية
تركيب مكثف رقائقي خزفي متعدد الطبقات (MLCC)، 1 = أقطاب معدنية، 2 = سيراميك عازل، 3 = أطراف توصيل
بناء مكثف قرصي خزفي

تتكون المكثفات الخزفية من مزيج من حبيبات مطحونة بدقة من مواد باراكهروكهربائية أو فيروكهربائية، ممزوجة بشكل مناسب بمواد أخرى لتحقيق الخصائص المطلوبة. من هذه المخاليط المسحوقة، يتم تلبيد الخزف عند درجات حرارة عالية. يشكل الخزف العازل الكهربائي ويعمل كحامل للأقطاب المعدنية. الحد الأدنى لسمك طبقة العازل الكهربائي، والذي يبلغ حاليًا (2013) للمكثفات ذات الجهد المنخفض حوالي 0.5 ميكرومتر ^{[ 3 ]} ، محدود بحجم حبيبات مسحوق الخزف. أما سمك العازل الكهربائي للمكثفات ذات الجهد العالي فيُحدد بقوة العزل الكهربائي للمكثف المطلوب.

تُرسّب أقطاب المكثف على الطبقة الخزفية بتقنية التمعدن. في المكثفات متعددة الطبقات الخزفية (MLCCs)، تُكدّس طبقات خزفية معدنية متناوبة فوق بعضها. تُوصل الطبقة المعدنية البارزة للأقطاب على جانبي جسم المكثف بطرف التوصيل. يحمي طلاءٌ من الورنيش أو السيراميك المكثف من الرطوبة والعوامل البيئية الأخرى.

تتوفر المكثفات الخزفية بأشكال وأنواع مختلفة. ومن أكثرها شيوعاً ما يلي:

مكثف رقائقي خزفي متعدد الطبقات (MLCC)، كتلة مستطيلة، للتركيب السطحي
مكثف قرصي خزفي، قرص أحادي الطبقة، مطلي بالراتنج، مع أطراف توصيل من خلال الثقوب
مكثف سيراميكي ذو تغذية جانبية ، يُستخدم لأغراض التجاوز في الدوائر عالية التردد. شكله أنبوبي، والطبقة المعدنية الداخلية متصلة بسلك، والطبقة المعدنية الخارجية مخصصة للحام.
مكثفات طاقة خزفية، أجسام خزفية أكبر بأشكال مختلفة لتطبيقات الجهد العالي

بعض أنواع المكثفات الخزفية المختلفة للاستخدام في المعدات الإلكترونية
مكثف رقائق السيراميك متعدد الطبقات (MLCC)
مكثف قرصي خزفي (طبقة واحدة)
مكثف سيراميكي للتغذية
مكثف طاقة سيراميكي عالي الجهد

المكثفات الخزفية متعددة الطبقات (MLCC)

تصنيع

مكثفات رقائق السيراميك متعددة الطبقات
بناء تفصيلي لمكثف رقاقة السيراميك متعدد الطبقات (MLCC).
1. عازل خزفي
2. طلاء سيراميكي أو مطلي
3. قطب كهربائي معدني
4. توصيل الأطراف
نماذج من مكثفات رقائق السيراميك متعددة الطبقات

يمكن اعتبار المكثف متعدد الطبقات (MLCC) مكونًا من عدة مكثفات أحادية الطبقة مكدسة معًا في غلاف واحد. المادة الأولية لجميع رقائق MLCC هي مزيج من حبيبات مطحونة بدقة من مواد خام باراكهرومغناطيسية أو فيروكهربائية، مُعدّلة بإضافات محددة بدقة. ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]} يعكس تركيب المزيج وحجم جزيئات المسحوق، التي قد يصل حجمها إلى 10 نانومتر، خبرة الشركة المصنعة.

تُصنع رقاقة خزفية رقيقة من معلق مسحوق مع مادة رابطة مناسبة. تُقطع لفائف الرقاقة إلى صفائح متساوية الحجم، ثم تُطبع عليها طبقة من معجون معدني باستخدام تقنية الطباعة الحريرية، لتُصبح هذه الصفائح الأقطاب الكهربائية. في عملية آلية، تُكدس هذه الصفائح بالعدد المطلوب من الطبقات وتُصلب بالضغط. بالإضافة إلى السماحية النسبية، يُحدد حجم الطبقات وعددها قيمة السعة الكهربائية النهائية. تُكدس الأقطاب الكهربائية بترتيب متناوب مع إزاحة طفيفة عن الطبقات المجاورة، بحيث يُمكن توصيل كل قطب لاحقًا من الجانب المُزاح، واحد على اليسار وآخر على اليمين. يُضغط الرصة الطبقية ثم تُقطع إلى مكونات فردية. تتطلب هذه العملية دقة ميكانيكية عالية، على سبيل المثال، لإنتاج رصة مكونة من 500 طبقة أو أكثر بحجم "0201" (0.5 مم × 0.3 مم).

بعد القطع، يُحرق المادة الرابطة من الرزمة. ثم تُجرى عملية التلبيد عند درجات حرارة تتراوح بين 1200 و1450 درجة مئوية (2190 و2640 درجة فهرنهايت) ، مما ينتج عنه البنية النهائية، وهي بنية بلورية في الغالب. تُكسب عملية الحرق هذه الخصائص العازلة المطلوبة. بعد الحرق، تُنظف الأسطح الطرفية ثم تُطلى بالمعدن. من خلال عملية الطلاء، تُوصل الأطراف والأقطاب الكهربائية الداخلية على التوازي، وبذلك يحصل المكثف على أطرافه. أخيرًا، يُختبر كل مكثف كهربائيًا لضمان عمله وأدائه الأمثل، ثم يُغلف في بكرة شريطية.

تمثيل مبسط لعملية تصنيع مكثفات رقائق السيراميك متعددة الطبقات

التصغير

تعتمد صيغة السعة ( C ) لمكثف MLCC على صيغة مكثف الألواح المعززة بعدد الطبقات: $C=\varepsilon \cdot {{n\cdot A} \over {d}}$ حيث يرمز ε إلى السماحية العازلة ؛ و A إلى مساحة سطح القطب الكهربائي؛ و n إلى عدد الطبقات؛ و d إلى المسافة بين الأقطاب الكهربائية.

تصغير مكثفات رقائق MLCC خلال الفترة من 1995 إلى 2005

يؤدي استخدام مادة عازلة أرق أو مساحة قطب كهربائي أكبر إلى زيادة قيمة السعة ، وكذلك استخدام مادة عازلة ذات سماحية أعلى.

مع التطور المتسارع في تصغير الإلكترونيات الرقمية خلال العقود الأخيرة، تم تصغير مكونات الدوائر المنطقية المتكاملة أيضًا. يتضمن تصغير المكثف متعدد الطبقات (MLCC) تقليل سمك العازل الكهربائي وزيادة عدد الطبقات. كلا الخيارين يتطلبان جهودًا جبارة وخبرة واسعة.

في عام 1995، كان الحد الأدنى لسمك العازل 4 ميكرومتر. وبحلول عام 2005، أنتج بعض المصنّعين رقائق مكثفات متعددة الطبقات بسمك طبقة يبلغ 1 ميكرومتر. اعتبارًا من عام 2010يبلغ الحد الأدنى للسمك حوالي 0.5 ميكرومتر. ^{[ 1 ]} وقد زادت شدة المجال في العازل إلى 35 فولت/ميكرومتر. ^{[ 20 ]}

يتم تحقيق تصغير حجم هذه المكثفات عن طريق تقليل حجم حبيبات المسحوق، مما يؤدي إلى جعل طبقات السيراميك أرق. بالإضافة إلى ذلك، أصبحت عملية التصنيع أكثر دقة، مما يسمح بتكديس المزيد من الطبقات.

بين عامي 1995 و2005، زادت سعة مكثف Y5V MLCC ذي الحجم 1206 من 4.7 ميكروفاراد إلى 100 ميكروفاراد. ^{[ 21 ]} وفي الوقت نفسه، (2013) أصبح بإمكان العديد من المصنّعين توفير مكثفات MLCC من الفئة 2 بسعة 100 ميكروفاراد في شريحة بحجم 0805. ^{[ 22 ]}

أحجام علب MLCC

لا تحتوي مكثفات MLCC على أطراف توصيل، ولذلك فهي عادةً أصغر حجمًا من نظيراتها ذات الأطراف. كما أنها لا تتطلب فتحات في لوحة الدوائر المطبوعة للتركيب، وهي مصممة ليتم التعامل معها آليًا بدلًا من يدويًا. ونتيجةً لذلك، فإن مكونات التركيب السطحي مثل مكثفات MLCC عادةً ما تكون أرخص.

تُصنّع مكثفات السيراميك متعددة الطبقات (MLCCs) بأشكال وأحجام قياسية لتسهيل التعامل معها. ولأنّ معايير EIA الأمريكية هيمنت على عملية التوحيد القياسي في البداية، فقد قامت EIA بتوحيد أبعاد رقائق MLCC بوحدة البوصة. تُرمز الرقاقة المستطيلة ذات الأبعاد 0.06 بوصة طولًا و0.03 بوصة عرضًا بالرمز "0603". هذا الرمز دولي وشائع الاستخدام. وقد وضعت JEDEC (IEC/EN) رمزًا متريًا ثانيًا. يوضح الجدول التالي رمز EIA وما يكافئه من أبعاد مترية شائعة لمكثفات السيراميك متعددة الطبقات، بالإضافة إلى الأبعاد بالمليمتر. يُلاحظ غياب قياس الارتفاع "H" من الجدول، وهو غير مُدرج عادةً، لأنّ ارتفاع رقائق MLCC يعتمد على عدد الطبقات وبالتالي على السعة. مع ذلك، لا يتجاوز الارتفاع H عادةً العرض W.

جدول رموز الأبعاد والأبعاد المقابلة لمكثفات رقائق MLCC
رسم	رمز بوصة EIA	الأبعاد ( الطول × العرض) بوصة × بوصة	رمز IEC/EN المتري	الأبعاد ( الطول × العرض) مم × مم	رمز بوصة EIA	الأبعاد (الطول × العرض) بوصة × بوصة	رمز IEC/EN المتري	الأبعاد ( الطول × العرض) مم × مم
أبعاد مكثفات رقائق السيراميك متعددة الطبقات (الطول × العرض × الارتفاع)	01005	0.016 × 0.0079	0402	0.4 × 0.2	1806	0.18 × 0.063	4516	4.5 × 1.6
	015015	0.016 × 0.016	0404	0.4 × 0.4	1808	0.18 × 0.079	4520	4.5 × 2.0
	0201	0.024 × 0.012	0603	0.6 × 0.3	1812	0.18 × 0.13	4532	4.5 × 3.2
	0202	0.02 × 0.02	0505	0.5 × 0.5	1825	0.18 × 0.25	4564	4.5 × 6.4
	0302	0.03 × 0.02	0805	0.8 × 0.5	2010	0.20 × 0.098	5025	5.0 × 2.5
	0303	0.03 × 0.03	0808	0.8 × 0.8	2020	0.20 × 0.20	5050	5.08 × 5.08
	0504	0.05 × 0.04	1310	1.3 × 1.0	2220	0.225 × 0.197	5750	5.7 × 5.0
	0402	0.039 × 0.020	1005	1.0 × 0.5	2225	0.225 × 0.25	5664/5764	5.7 × 6.4
	0603	0.063 × 0.031	1608	1.6 × 0.8	2512	0.25 × 0.13	6432	6.4 × 3.2
	0805	0.079 × 0.049	2012	2.0 × 1.25	2520	0.25 × 0.197	6450	6.4 × 5.0
	1008	0.098 × 0.079	2520	2.5 × 2.0	2920	0.29 × 0.197	7450	7.4 × 5.0
	1111	0.11 × 0.11	2828	2.8 × 2.8	3333	0.33 × 0.33	8484	8.38 × 8.38
	1206	0.126 × 0.063	3216	3.2 × 1.6	3640	0.36 × 0.40	9210	9.2 × 10.16
	1210	0.126 × 0.10	3225	3.2 × 2.5	4040	0.4 × 0.4	100100	10.2 × 10.2
	1410	0.14 × 0.10	3625	3.6 × 2.5	5550	0.55 × 0.5	140127	14.0 × 12.7
	1515	0.15 × 0.15	3838	3.81 × 3.81	8060	0.8 × 0.6	203153	20.3 × 15.3

التمعدن NME وBME

تأثير التمعدن على اعتماد جهد مكثفات رقائق السيراميك متعددة الطبقات X7R
بنية الأقطاب الكهربائية وNME على التوالي، والطلاء المعدني BME لأطراف رقائق MLCC
تأثير التمعدن NME أو BME لرقائق MLCC من الفئة 2 X7R على اعتماد السعة على الجهد.

في الأصل، كانت أقطاب المكثفات متعددة الطبقات (MLCC) تُصنع من معادن نبيلة مثل الفضة والبلاديوم، والتي تتحمل درجات حرارة تلبيد عالية تتراوح بين 1200 و1400 درجة مئوية (2190 إلى 2550 درجة فهرنهايت) دون أن تتأكسد بسهولة. وقد وفرت هذه المكثفات ذات الأقطاب المعدنية النبيلة (NME) خصائص كهربائية ممتازة.

إلا أن الارتفاع الكبير في أسعار المعادن النفيسة في أواخر التسعينيات أدى إلى زيادة تكاليف التصنيع بشكل ملحوظ؛ وقد أسفرت هذه الضغوط عن تطوير مكثفات تستخدم معادن أرخص مثل النحاس والنيكل . ^[²³^] وقد تميزت هذه المكثفات ذات الأقطاب المعدنية الأساسية (BME) بخصائص كهربائية أضعف؛ حيث أظهرت انكماشًا أكبر في السعة عند الفولتيات العالية وزيادة في عامل الفقد .

اعتُبرت عيوب تقنية BME مقبولة بالنسبة للمكثفات من الفئة الثانية، والتي تُستخدم بشكل أساسي في التطبيقات منخفضة التكلفة وغير الحساسة للدقة، مثل مصادر الطاقة. أما تقنية NME فلا تزال تُستخدم في المكثفات من الفئة الأولى، حيث يُعدّ الالتزام بالمواصفات أمرًا بالغ الأهمية، بينما لا تُشكّل التكلفة عائقًا كبيرًا.

نطاقات سعة المكثف متعدد الطبقات

القيم القصوى المتاحة لسعة رقائق MLCC في حجم العلبة 2012. (الحالة أبريل 2017)

تعتمد سعة مكثفات MLCC على العازل الكهربائي، والحجم، والجهد المطلوب (الجهد المقنن). تبدأ قيم السعة من حوالي 1 بيكوفاراد. وتُحدد تقنية التصنيع القيمة القصوى للسعة. بالنسبة لـ X7R، تبلغ السعة 47 ميكروفاراد، وبالنسبة لـ Y5V، تبلغ 100 ميكروفاراد.

تُظهر الصورة على اليمين السعة القصوى لمكثفات رقائق السيراميك متعددة الطبقات من الفئتين 1 و2. ويُبين الجدولان التاليان، لكل من السيراميك NP0/C0G وX7R، قيمة السعة القصوى المتاحة والجهد المقنن لكل حجم غلاف شائع من الشركات المصنعة الرائدة: موراتا، تي دي كي، كيميت، وإيه في إكس. (الحالة: أبريل 2017)

قيم السعة القصوى لرقائق MLCC من الفئة 1 NP0/C0G
	01005	0201	0402	0603	0805	1206	1210	1812	2220
الجهد المقنن	حجم العلبة، رمز EIA
	الأبعاد بالمليمتر
	0.4×0.2	0.6×0.3	1.0×0.5	1.6×0.8	2.0×1.25	3.2×1.6	3.2×2.5	4.5×3.2	5.7×5.0
	السعة القصوى
6.3 فولت	220 بيكوفاراد	–	–	33 نانو فاراد	–	–	–	–	–
10 فولت	220 بيكوفاراد	–	4.7 نانو فاراد	33 نانو فاراد	100 نانو فاراد	100 نانو فاراد	220 نانو فاراد	–	–
16 فولت	220 بيكوفاراد	–	2.2 نانو فاراد	15 نانو فاراد	47 نانو فاراد	120 نانو فاراد	220 نانو فاراد	–	–
25 فولت	220 بيكوفاراد	1.0 نانو فاراد	2.2 نانو فاراد	47 نانو فاراد	47 نانو فاراد	120 نانو فاراد	220 نانو فاراد	–	–
50 فولت	100 بيكوفاراد	220 بيكوفاراد	1.5 نانو فاراد	10 نانو فاراد	47 نانو فاراد	100 نانو فاراد	150 نانو فاراد	220 نانو فاراد	470 نانو فاراد
100 فولت	–	100 بيكوفاراد	1.0 نانو فاراد	4.7 نانو فاراد	22 نانو فاراد	100 نانو فاراد	100 نانو فاراد	150 نانو فاراد	330 نانو فاراد
250 فولت	–	–	330 بيكوفاراد	2.2 نانو فاراد	8.2 نانو فاراد	22 نانو فاراد	47 نانو فاراد	100 نانو فاراد	–
500 فولت	–	–	–	–	820 بيكوفاراد	4.7 نانو فاراد	10 نانو فاراد	22 نانو فاراد	47 نانو فاراد
630 فولت	–	–	–	–	1.2 نانو فاراد	4.7 نانو فاراد	15 نانو فاراد	22 نانو فاراد	47 نانو فاراد
1000 فولت	–	–	–	–	270 بيكوفاراد	1.0 نانو فاراد	2.7 نانو فاراد	5.6 نانو فاراد	12 نانو فاراد
2000 فولت	–	–	–	–	–	270 بف	680 بيكوفاراد	1.5 نانو فاراد	3.9 نانو فاراد
3000 فولت	–	–	–	–	–	–	–	390 بيكوفاراد	1.0 نانو فاراد

القيم القصوى لسعة رقائق MLCC من الفئة 2 X7R
	01005	0201	0402	0603	0805	1206	1210	1812	2220
الجهد المقنن	حجم العلبة، رمز EIA
	الأبعاد بالمليمتر
	0.4×0.2	0.6×0.3	1.0×0.5	1.6×0.8	2.0×1.25	3.2×1.6	3.2×2.5	4.5×3.2	5.7×5.0
	السعة القصوى
4 فولت	–	–	2.2 ميكروفاراد	22 ميكروفاراد	22 ميكروفاراد	100 ميكروفاراد	100 ميكروفاراد	–	–
6.3 فولت	–	0.1 ميكروفاراد	2.2 ميكروفاراد	10 ميكروفاراد	22 ميكروفاراد	47 ميكروفاراد	100 ميكروفاراد	–	–
10 فولت	1.0 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	2.2 ميكروفاراد	10 ميكروفاراد	22 ميكروفاراد	22 ميكروفاراد	47 ميكروفاراد	–	–
16 فولت	1.0 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	2.2 ميكروفاراد	4.7 ميكروفاراد	10 ميكروفاراد	22 ميكروفاراد	22 ميكروفاراد	–	–
25 فولت	–	10 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	2.2 ميكروفاراد	10 ميكروفاراد	10 ميكروفاراد	22 ميكروفاراد	–	22 ميكروفاراد
50 فولت	–	1.5 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	0.47 ميكروفاراد	4.7 ميكروفاراد	4.7 ميكروفاراد	10 ميكروفاراد	–	10 ميكروفاراد
100 فولت	–	–	4.7 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	0.1 ميكروفاراد	4.7 ميكروفاراد	10 ميكروفاراد	3.3 ميكروفاراد	10 ميكروفاراد
200 فولت	–	–	–	10 نانو فاراد	56 نانو فاراد	0.15 ميكروفاراد	0.22 ميكروفاراد	1.0 ميكروفاراد	1.0 ميكروفاراد
250 فولت	–	–	–	2.2 نانو فاراد	22 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	0.22 ميكروفاراد	0.47 ميكروفاراد	1.0 ميكروفاراد
500 فولت	–	–	–	3.9 نانو فاراد	22 نانو فاراد	68 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	0.22 ميكروفاراد	0.47 ميكروفاراد
630 فولت	–	–	–	1.5 نانو فاراد	12 نانو فاراد	33 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	0.15 ميكروفاراد	0.33 ميكروفاراد
1000 فولت	–	–	–	1.0 نانو فاراد	4.7 نانو فاراد	22 نانو فاراد	68 نانو فاراد	0.1 ميكروفاراد	0.12 ميكروفاراد
2000 فولت	–	–	–	–	–	2.2 نانو فاراد	6.8 نانو فاراد	10 نانو فاراد	22 نانو فاراد
3000 فولت	–	–	–	–	–	–	–	1.2 نانو فاراد	15 نانو فاراد

أنماط منخفضة مستوى اللغة الإنجليزية

مقارنة بين تصميمات مكثفات متعددة الطبقات مختلفة
تصميم رقاقة MLCC القياسي
تصميم شريحة MLCC ذات مقاومة كهربائية منخفضة
مصفوفة رقائق MLCC

في نطاق تردد الرنين ، يتمتع المكثف بأفضل خصائص فصل للضوضاء أو التداخل الكهرومغناطيسي . ويُحدد تردد الرنين للمكثف بواسطة محاثته . وتُلخص الأجزاء الحثية للمكثف في محاثة السلسلة المكافئة، أو ESL. (لاحظ أن L هو الرمز الكهربائي للمحاثة). كلما صغرت قيمة المحاثة، ارتفع تردد الرنين.

نظراً لتزايد ترددات التبديل، خاصةً في معالجة الإشارات الرقمية ، يزداد الطلب على مكثفات الفصل أو الترشيح عالية التردد. ويمكن تقليل الحث الذاتي المكافئ (ESL) لشريحة المكثف متعدد الطبقات (MLCC) بتغيير بسيط في التصميم. ولذلك، يتم توصيل الأقطاب الكهربائية المكدسة على الجانب الطولي باستخدام نهايات التوصيل. يقلل هذا من المسافة التي تقطعها حاملات الشحنة فوق الأقطاب، مما يقلل من حث المكون. ^{[ 24 ]}

على سبيل المثال، يبلغ تردد رنين مكثف متعدد الطبقات من نوع X7R بسعة 0.1 ميكروفاراد في غلاف 0805 حوالي 16 ميجاهرتز. أما المكثف نفسه مع أطراف توصيل على جانبيه الطويلين (أي غلاف 0508 ) فيبلغ تردد رنينه 22 ميجاهرتز.

ثمة احتمال آخر يتمثل في تشكيل الجهاز على هيئة مصفوفة من المكثفات. في هذه الحالة، تُبنى عدة مكثفات فردية داخل غلاف مشترك. وبتوصيلها على التوازي، تنخفض قيم كل من الحث الذاتي المكافئ (ESL) والمقاومة المكافئة المكافئة (ESR) للمكونات.

مكثف فصل X2Y

مكثف فصل X2Y
مكثفات فصل X2Y بأحجام مختلفة
التركيب الداخلي لمكثف X2Y
مخطط دائرة مكثف X2Y في دائرة فصل الإشارات

يتكون المكثف الخزفي متعدد الطبقات القياسي من طبقات متعددة من الأقطاب الكهربائية المتقابلة المكدسة داخليًا والمتصلة بنهايتين خارجيتين. أما مكثف رقاقة السيراميك X2Y، فهو عبارة عن جهاز رقاقة رباعي الأطراف. وهو مصمم على غرار مكثف MLCC ثنائي الأطراف القياسي، حيث يتكون من طبقات السيراميك المكدسة مع مجموعة ثالثة إضافية من أقطاب الحماية المدمجة في الرقاقة. تحيط أقطاب الحماية هذه بكل قطب كهربائي موجود داخل مجموعة ألواح المكثف، وهي متصلة بمقاومة منخفضة بنهايتين جانبيتين إضافيتين متصلتين بنهايتي المكثف. ينتج عن تصميم X2Y دائرة سعوية ثلاثية العقد توفر ترشيحًا متزامنًا بين الخطوط وبين الخط والأرض. ^{[ 25 ]}^{[ 26 ]}^{[ 27 ]}

تُعدّ مكثفات السيراميك X2Y، القادرة على استبدال جهازين تقليديين أو أكثر، مثاليةً لترشيح الترددات العالية أو كبح الضوضاء في فولتية التغذية في الدوائر الرقمية، ويمكن أن تُثبت جدواها في تلبية متطلبات التوافق الكهرومغناطيسي الصارمة في محركات التيار المستمر، وفي تطبيقات السيارات، والصوت، وأجهزة الاستشعار، وغيرها. ^{[ 28 ]}^{[ 29 ]}

تُؤدي بصمة X2Y إلى تقليل الحث المُثبَّت. ^{[ 30 ]} يُعدّ هذا الأمر ذا أهمية خاصة للاستخدام في الدوائر الرقمية عالية السرعة ذات ترددات ساعة تبلغ عدة مئات من الميغاهرتز وما فوق. في هذه الدوائر، يصعب فصل جهود التغذية الفردية على لوحة الدائرة بسبب الحث الطفيلي لخطوط التغذية. يتطلب الحل القياسي باستخدام المكثفات الخزفية التقليدية استخدام العديد من رقائق MLCC التقليدية ذات قيم سعة مختلفة بالتوازي. هنا، تستطيع مكثفات X2Y استبدال ما يصل إلى خمسة مكثفات خزفية متساوية الحجم على لوحة الدائرة المطبوعة. ^{[ 31 ]} مع ذلك، فإن هذا النوع من المكثفات الخزفية مُسجّل ببراءة اختراع، لذا لا تزال هذه المكونات باهظة الثمن نسبيًا.

قد يكون المكثف ثلاثي الأطراف بديلاً عن مكثفات X2Y. ^{[ 32 ]}

القابلية الميكانيكية

تتميز المواد الخزفية بهشاشتها، وغالبًا ما تكون رقائق المكثفات متعددة الطبقات (MLCC) الملحومة على سطح لوحة الدوائر عرضة للتشقق نتيجة التمدد الحراري أو الإجهادات الميكانيكية مثل انفصال اللوحة ، أكثر من المكونات ذات الثقوب الموصلة . وقد تنشأ هذه التشققات من خطوط تجميع الآلات الآلية، أو من التيار العالي في الدائرة.

تنتقل قوى الاهتزاز والصدمات على لوحة الدائرة الكهربائية، بشكل أو بآخر، دون تخميد إلى المكثف متعدد الطبقات (MLCC) ووصلات اللحام الخاصة به؛ وقد تؤدي القوة المفرطة إلى تشقق المكثف ( تشقق الانحناء ). ويُعدّ وجود كمية زائدة من اللحام في الوصلات أمرًا غير مرغوب فيه، لأنه قد يُضخّم القوى التي يتعرض لها المكثف. ^{[ 33 ]}^{[ 34 ]}

رقائق MLCC - تركيب صحيح - رقاقة متشققة - اختبار انحناء الركيزة
تم تركيب شريحة MLCC ولحامها بشكل صحيح على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
صورة مجهرية لقطعة سيراميك مكسورة في شريحة مكثف متعدد الطبقات
رسم توضيحي مبسط لاختبار الانحناء لمكثف متعدد الطبقات ملحوم

تُختبر قدرة رقائق المكثفات متعددة الطبقات (MLCC) على تحمل الإجهاد الميكانيكي من خلال ما يُسمى باختبار ثني الركيزة، حيث تُثنى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) المزودة بمكثف MLCC ملحوم بواسطة مثقب بمقدار 1 إلى 3 مم. ويحدث العطل إذا أصبح المكثف MLCC دائرة قصر أو إذا تغيرت سعته بشكل ملحوظ.

تختلف قوة انحناء رقائق المكثفات متعددة الطبقات (MLCC) باختلاف المادة الخزفية وحجم الرقاقة والبنية الفيزيائية للمكثفات. وبدون أي معالجة خاصة، تصل قوة انحناء رقائق MLCC الخزفية من الفئة 1 (NP0/C0G) إلى 2 مم، بينما لا تتجاوز قوة انحناء الأنواع الأكبر حجمًا من رقائق الفئة 2 (X7R وY5V) 1 مم تقريبًا. أما الرقائق الأصغر حجمًا، مثل تلك التي يبلغ حجمها 0402، فقد حققت قيمًا أعلى لقوة الانحناء في جميع أنواع السيراميك.

بفضل ميزات التصميم الخاصة، وخاصة عند الأقطاب الكهربائية والوصلات، يمكن تحسين قوة الانحناء.على سبيل المثال، ينشأ قصر داخلي نتيجة تلامس قطبين كهربائيين متعاكسين، والذي يحدث عند انقطاع السيراميك في منطقة النهايات. يمكن تجنب ذلك بتقليل مساحة تداخل الأقطاب الكهربائية، ويتحقق ذلك مثلاً بتصميم " الوضع المفتوح " (OMD). في هذا التصميم، يؤدي الانقطاع في منطقة النهايات إلى انخفاض طفيف في قيمة السعة (AVX، KEMET).

تركيبات مختلفة للمكثفات متعددة الطبقات لتقليل الإجهاد الميكانيكي
شريحة MLCC قياسية، قد يحدث قصر في الدائرة إذا انكسر السيراميك بسبب الإجهاد الميكانيكي
شريحة MLCC ذات تصميم "الوضع المفتوح"، يؤدي انقطاعها فقط إلى تقليل قيمة السعة
في تصميم المكثف متعدد الطبقات ذي القطب العائم، يؤدي الانقطاع فقط إلى تقليل قيمة السعة.
"الإنهاء المرن" - رقائق MLCC، طبقة تلامس مرنة تمنع كسر السيراميك. ^{[ 35 ]}

في تصميم مشابه يُسمى "تصميم القطب العائم" (FED) أو "المكثفات التسلسلية متعددة الطبقات" (MLSC)، لا ينتج عن انقطاع أي جزء من جسم المكثف سوى انخفاض في السعة. يعمل هذا التصميم بأقطاب عائمة دون أي اتصال موصل بالطرف. لا يؤدي الانقطاع إلى حدوث قصر، بل إلى انخفاض في السعة فقط. مع ذلك، يؤدي كلا التصميمين إلى أحجام أكبر مقارنةً بنسخة MLCC القياسية ذات السعة نفسها.

يُمكن تحقيق نفس الحجم مقارنةً بمكثفات السيراميك متعددة الطبقات القياسية (MLCCs) من خلال إضافة طبقة وسيطة مرنة من بوليمر موصل بين الأقطاب الكهربائية والطرف، وتُسمى هذه الطبقة "الأطراف المرنة" (FT-Cap) أو "الأطراف اللينة". في هذا التصميم، يمكن لوصلة اللحام المعدنية الصلبة أن تتحرك باتجاه طبقة البوليمر المرنة، وبالتالي تمتص قوى الانحناء دون أن تتسبب في كسر السيراميك. ^{[ 36 ]} بعض مكثفات السيارات مصممة لتتوافق مع معيار AEC-Q200 و/أو VW 80808 .

كبح التداخل الكهرومغناطيسي/التداخل الراديوي باستخدام مكثفات X و Y

تُعدّ مكثفات الكبح مكونات فعّالة للحدّ من التداخل، إذ تنخفض مقاومتها الكهربائية مع ازدياد التردد، ما يجعلها عند الترددات العالية بمثابة دوائر قصر للضوضاء الكهربائية عالية التردد والظواهر العابرة بين الخطوط، أو للأرض. وبالتالي، تمنع هذه المكثفات المعدات والآلات (بما في ذلك المحركات، والمحولات، والموازنات الإلكترونية، بالإضافة إلى دوائر التخميد الإلكترونية ومخمدات الشرارة) من إرسال واستقبال التداخل الكهرومغناطيسي وتداخل الترددات الراديوية، وكذلك الظواهر العابرة في التوصيلات عبر الخط (مكثفات X) والخط إلى الأرض (مكثفات Y). تمتص مكثفات X التداخل المتناظر أو المتوازن أو التفاضلي بكفاءة. أما مكثفات Y، فتُوصل في مسار جانبي بين طور الخط ونقطة جهد صفري، لامتصاص التداخل غير المتناظر أو غير المتوازن أو ذي النمط المشترك. ^{[ 37 ]}^{[ 38 ]}^{[ 39 ]}

كبح التداخل الكهرومغناطيسي/التداخل الراديوي باستخدام مكثفات X و Y للأجهزة بدون عزل أمان إضافي ومع عزل أمان إضافي
توصيل مكثف من الفئة الأولى للأجهزة
توصيل مكثف من الفئة الثانية للأجهزة

صُممت مكثفات كبح التداخل الكهرومغناطيسي/التداخل الراديوي بحيث لا يتجاوز أي تداخل أو ضوضاء كهربائية متبقية حدود توجيه التوافق الكهرومغناطيسي EN 50081. ^{[ 40 ]} تُوصل مكونات الكبح مباشرةً بجهد التيار الكهربائي الرئيسي لمدة تتراوح بين 10 و20 عامًا أو أكثر، وبالتالي فهي مُعرَّضة لارتفاعات الجهد المفاجئة والتقلبات العابرة التي قد تُلحق الضرر بها. لهذا السبب، يجب أن تتوافق مكثفات الكبح مع متطلبات السلامة وعدم القابلية للاشتعال وفقًا لمعايير السلامة الدولية، مثل:

أوروبا: EN 60384-14،
الولايات المتحدة الأمريكية: UL 1414، UL 1283
كندا: CSA C22.2، رقم 1، CSA C22.2، رقم 8
الصين: CQC (GB/T 14472-1998)

تُطبع على مكثفات مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي التي تستوفي جميع المتطلبات المحددة علامة اعتماد من هيئات معايير السلامة الوطنية المختلفة. بالنسبة لتطبيقات خطوط الطاقة، تُفرض متطلبات خاصة على عدم قابلية اشتعال الطلاء وراتنج الإيبوكسي المستخدم في تشريب أو طلاء جسم المكثف. وللحصول على موافقات السلامة، تخضع مكثفات خطوط الطاقة من النوعين X وY لاختبارات إتلافية حتى نقطة التلف. وحتى عند تعرضها لارتفاعات كبيرة في الجهد، يجب أن تتعطل هذه المكثفات المصنفة للسلامة بطريقة آمنة لا تُعرّض الأفراد أو الممتلكات للخطر.

اعتبارًا من عام 2012كانت معظم المكثفات الخزفية المستخدمة لكبح التداخل الكهرومغناطيسي/الترددات الراديوية من النوع ذي الأطراف المعدنية للتركيب عبر الثقوب على لوحة الدوائر المطبوعة، ^{[ 41 ]}^{[ 42 ]} إلا أن تقنية التركيب السطحي تكتسب أهمية متزايدة. ولهذا السبب، حصلت العديد من رقائق المكثفات متعددة الطبقات (MLCC) المستخدمة لكبح التداخل الكهرومغناطيسي/الترددات الراديوية من مختلف المصنّعين في السنوات الأخيرة على الموافقات اللازمة، وتستوفي جميع المتطلبات المنصوص عليها في المعايير المعمول بها. ^{[ 41 ]}^{[ 43 ]}^{[ 44 ]}^{[ 45 ]}^{[ 46 ]}

مكثفات الطاقة الخزفية

أنواع مختلفة من المكثفات الخزفية للإلكترونيات الكهربائية
مكثف سيراميكي عالي الجهد على شكل مقبض باب
مكثف سيراميكي للطاقة من نوع القرص
مكثف طاقة سيراميكي أنبوبي أو على شكل وعاء

على الرغم من أن المواد المستخدمة في مكثفات السيراميك عالية القدرة تشبه إلى حد كبير تلك المستخدمة في المكثفات الأصغر حجمًا، إلا أن مكثفات السيراميك ذات القدرة أو الجهد العالي أو العالي جدًا، والمخصصة لتطبيقات أنظمة الطاقة وأجهزة الإرسال والتركيبات الكهربائية، تُصنف غالبًا بشكل منفصل لأسباب تاريخية. ويركز توحيد معايير مكثفات السيراميك منخفضة القدرة على المعايير الكهربائية والميكانيكية باعتبارها مكونات تُستخدم في المعدات الإلكترونية. في المقابل، يركز توحيد معايير مكثفات القدرة بشكل كبير على حماية الأفراد والمعدات، وفقًا لما تحدده الجهة التنظيمية المحلية.

مع اكتساب الأجهزة الإلكترونية الحديثة القدرة على التعامل مع مستويات طاقة كانت حكرًا على مكونات "الطاقة الكهربائية"، أصبح التمييز بين تصنيفات الطاقة "الإلكترونية" و"الكهربائية" أقل وضوحًا. في الماضي، كان الحد الفاصل بين هاتين الفئتين عند قدرة تفاعلية تبلغ حوالي 200 فولت أمبير، لكن إلكترونيات الطاقة الحديثة قادرة على التعامل مع كميات متزايدة من الطاقة.

تُستخدم مكثفات السيراميك عالية الطاقة في الغالب لتيارات أعلى بكثير من 200 فولت أمبير. وتُتيح مرونة مادة السيراميك الخام العالية وقوة عزلها الكهربائي الكبيرة حلولًا للعديد من التطبيقات، مما يُفسر التنوع الهائل في أنواع مكثفات السيراميك عالية الطاقة. وقد تواجدت هذه المكثفات في السوق لعقود، وتُصنّع وفقًا لمتطلبات محددة، إما كمكثفات سيراميك عالية الطاقة من الفئة الأولى تتميز بثبات عالٍ وفقد منخفض، أو كمكثفات سيراميك عالية الطاقة من الفئة الثانية تتميز بكفاءة حجمية عالية.

تُستخدم مكثفات السيراميك عالية القدرة من الفئة 1 في تطبيقات الدوائر الرنانة في محطات الإرسال . أما مكثفات السيراميك عالية القدرة من الفئة 2 فتُستخدم في قواطع الدائرة ، وخطوط توزيع الطاقة ، ومصادر الطاقة عالية الجهد في تطبيقات الليزر، وأفران الحث ، ودوائر مضاعفة الجهد . ويمكن تزويد مكثفات السيراميك عالية القدرة بجهود اسمية عالية تتراوح بين 2 كيلوفولت و100 كيلوفولت. ^{[ 47 ]}

قد تكون أبعاد مكثفات السيراميك عالية الطاقة كبيرة جدًا. وفي التطبيقات التي تتطلب طاقة عالية، قد تتسبب خسائر هذه المكثفات في توليد كمية كبيرة من الحرارة. ولهذا السبب، تحتوي بعض الأنواع الخاصة من مكثفات السيراميك عالية الطاقة على أنابيب للتبريد المائي.

الخصائص الكهربائية

دائرة مكافئة متسلسلة

يمكن تعريف وتحديد جميع الخصائص الكهربائية للمكثفات الخزفية بواسطة دائرة مكافئة متسلسلة تتكون من سعة مثالية ومكونات كهربائية إضافية، والتي تمثل جميع الفقد والمعاملات الحثية للمكثف. في هذه الدائرة المكافئة المتسلسلة، يتم تعريف الخصائص الكهربائية للمكثف بواسطة

C ، سعة المكثف،
R _insul ، وهي مقاومة العزل للمادة العازلة، لا ينبغي الخلط بينها وبين عزل الغلاف.
R _ESR ، المقاومة التسلسلية المكافئة ، التي تلخص جميع الخسائر الأومية للمكثف، وعادة ما يتم اختصارها إلى "ESR".
L _ESL ، وهو الحث التسلسلي المكافئ ، وهو الحث الذاتي الفعال للمكثف، ويختصر عادة باسم "ESL".

تم تعريف استخدام الدائرة المكافئة المتسلسلة بدلاً من الدائرة المكافئة المتوازية في IEC/EN 60384-1.

القيم القياسية للسعة الكهربائية والتفاوتات المسموح بها

السعة المقدرة (CR ₎ أو السعة الاسمية (CN ₎ هي القيمة التي صُمم المكثف على أساسها. وتعتمد السعة الفعلية على تردد القياس ودرجة الحرارة المحيطة. وتُستخدم طريقة قياس التيار المتردد منخفض الجهد عند درجة حرارة 20 درجة مئوية بترددات محددة في الظروف القياسية للمكثفات.

مكثفات سيراميك من الفئة 1
- C _R≤ 100 بيكوفاراد عند 1 ميجاهرتز، جهد القياس 5 فولت
- C _R> 100 بيكوفاراد عند 1 كيلوهرتز، جهد القياس 5 فولت
مكثفات سيراميك من الفئة 2
- C _R≤ 100 بيكوفاراد عند 1 ميجاهرتز، جهد القياس 1 فولت
- 100 بيكوفاراد < C _R≤ 10 ميكروفاراد عند 1 كيلوهرتز، جهد القياس 1 فولت
- C _R> 10 ميكروفاراد عند 100/120 هرتز، جهد القياس 0.5 فولت

تتوفر المكثفات بقيم مفضلة مختلفة ومتزايدة هندسيًا، وفقًا لمعايير سلسلة E المحددة في معيار IEC/EN 60063. وبحسب عدد القيم في كل عقد، تُسمى هذه السلاسل E3، E6، E12، E24 ، وهكذا. وتشمل وحدات قياس المكثفات كل شيء بدءًا من البيكوفاراد (pF)، مرورًا بالنانوفاراد (nF)، والميكروفاراد (μF)، وصولًا إلى الفاراد (F).

تُسمى النسبة المئوية المسموح بها لانحراف السعة عن القيمة المقدرة بتفاوت السعة . يجب أن تكون قيمة السعة الفعلية ضمن حدود التفاوت، وإلا فإن المكثف يكون خارج المواصفات. وللاختصار في وضع العلامات في المساحات الضيقة، يُحدد رمز حرفي لكل تفاوت في معيار IEC/EN 60062 .

تفاوتات المكثفات ورموزها الحرفية
سلسلة E	تسامح
سلسلة E	C _R> 10 pF	الرمز الحرفي	C _R< 10 pF	الرمز الحرفي
E96	1%	F	0.1 بيكوفاراد	ب
E48	2%	جي	0.25 بيكوفاراد	ج
E24	5%	ج	0.5 بيكوفاراد	د
E12	10%	ك	1 بيكوفاراد	F
E6	20%	م	2 بيكوفاراد	جي
E3	-20/+50%	S	-	-
E3	-20/+80%	Z	-	-

يُحدد التفاوت المطلوب في السعة الكهربائية حسب التطبيق المحدد. تُستخدم التفاوتات الضيقة من E24 إلى E96 للمكثفات عالية الجودة من الفئة 1 في دوائر مثل المذبذبات الدقيقة والمؤقتات. أما بالنسبة لتطبيقات مثل دوائر الترشيح أو الربط غير الحرجة، فإن سلسلة التفاوتات من E12 إلى E3 كافية للمكثفات من الفئة 2.

اعتماد السعة على درجة الحرارة

تتغير سعة المكثفات الخزفية بتغير درجة الحرارة. وتُظهر المواد العازلة المختلفة لأنواع المكثفات المتعددة اختلافات كبيرة في اعتمادها على درجة الحرارة. يُعبّر عن معامل درجة الحرارة بوحدة جزء في المليون (ppm) لكل درجة مئوية للمكثفات الخزفية من الفئة الأولى، أو كنسبة مئوية (%) على مدى نطاق درجة الحرارة الكلي للمكثفات من الفئة الثانية.

معاملات درجة الحرارة لبعض المكثفات شائعة الاستخدام
نوع المكثف، مادة العازل	معامل درجة الحرارة C/C ₀	نطاق درجة حرارة التطبيق
مكثفات سيراميكية من الفئة 1، عازلة كهربائياً ، NP0	±30 جزء في المليون/كلفن (±0.5%)	-55...+125 درجة مئوية
مكثفات سيراميكية من الفئة 2، كهروإجهادية X7R	±15%	-55...+125 درجة مئوية
مكثفات سيراميكية من الفئة 2، كهروإجهادية Y5V	+22% / -82%	-30...+85 درجة مئوية

اعتماد السعة على التردد

معظم أنواع المكثفات المنفصلة تشهد تغيرات في السعة الكهربائية، متفاوتة، مع ازدياد التردد. تتناقص قوة العزل الكهربائي للأغشية الخزفية والبلاستيكية من الفئة الثانية مع ارتفاع التردد، وبالتالي تنخفض قيمة سعتها الكهربائية مع ازدياد التردد. ترتبط هذه الظاهرة باسترخاء العازل الكهربائي، حيث يُعد الثابت الزمني للثنائيات القطبية الكهربائية سببًا لاعتماد السماحية الكهربائية على التردد . يوضح الرسم البياني على اليمين سلوك التردد النموذجي للمكثفات من الفئة الثانية مقارنةً بالمكثفات من الفئة الأولى.

اعتماد السعة على الجهد

قد تتغير سعة المكثفات الخزفية بتغير الجهد المطبق. هذا التأثير أكثر شيوعًا في المكثفات الخزفية من الفئة الثانية. تعتمد المادة الفيروكهربائية على الجهد المطبق. ^{[ 48 ]}^{[ 49 ]} كلما زاد الجهد المطبق، انخفضت السماحية. قد تنخفض السعة المقاسة أو المطبقة بجهد أعلى إلى قيم تصل إلى -80% من القيمة المقاسة بجهد القياس القياسي 0.5 أو 1.0 فولت. يُعد هذا السلوك مصدرًا بسيطًا لعدم الخطية في المرشحات منخفضة التشوه والتطبيقات التناظرية الأخرى. في التطبيقات الصوتية، قد يكون هذا سببًا للتشوهات التوافقية .

اعتماد السعة على الجهد لبعض المكثفات الخزفية المختلفة من الفئة 2
رسم تخطيطي مبسط لتغير السعة كدالة للجهد المطبق لمكثفات 25 فولت من أنواع مختلفة من السيراميك
رسم تخطيطي مبسط لتغير السعة كدالة للجهد المطبق على سيراميك X7R بجهود اسمية مختلفة.

يوضح الشكلان أعلاه اعتماد السعة على الجهد الكهربائي لمكثفات خزفية مطلية بطبقة معدنية من نوع NME. أما بالنسبة للمكثفات المطلية بطبقة معدنية من نوع BME، فقد ازداد اعتماد السعة على الجهد الكهربائي بشكل ملحوظ. ^{[ 50 ]}^{[ 51 ]}^{[ 52 ]}^{[ 53 ]}

مقاوم للجهد

بالنسبة لمعظم المكثفات، يمكن عادةً تحديد قوة العزل الكهربائي أو جهد الانهيار لكل مادة عازلة وسماكة، وذلك بناءً على خصائصها الفيزيائية. لكن هذا غير ممكن مع المكثفات الخزفية. فقد يختلف جهد الانهيار لطبقة العزل الخزفية تبعًا لمادة القطب وظروف تلبيد الخزف، وقد يصل هذا الاختلاف إلى عشرة أضعاف. لذا، يتطلب الأمر دقة عالية وتحكمًا دقيقًا في معايير التصنيع للحفاظ على تباين الخصائص الكهربائية للطبقات الخزفية الرقيقة جدًا ضمن الحدود المحددة.

يُحدد جهد التحمل للمكثفات الخزفية بالجهد المقنن (UR). وهو أقصى جهد تيار مستمر يمكن تطبيقه باستمرار على المكثف حتى الحد الأقصى لدرجة الحرارة. ويتم اختبار جهد التحمل المضمون هذا وفقًا للجهود الموضحة في الجدول المجاور.

علاوة على ذلك، في اختبارات العمر التشغيلي الدورية (اختبارات التحمل)، يتم اختبار مقاومة الجهد للمكثفات الخزفية بزيادة جهد الاختبار (120 إلى 150٪ من U _R ) لضمان سلامة التركيب.

اختبار الفولتية المتعلقة بمعيار IEC 60384-8/21/9/22 لاختبار سلامة البناء
أسلوب	الجهد المقنن	جهد الاختبار
مكثفات رقائقية متعددة الطبقات من السيراميك (MLCC)	U _R≤ 100 فولت	2.5 يو _آر
	100 فولت < U _R≤ 200 فولت	1.5 ميكروفاراد ₊ 100 فولت
	200 فولت < U _R≤ 500 فولت	1.3 U _R + 100 V
	500 فولت < U _R	1.3 يو _آر
مكثفات سيراميكية أحادية الطبقة	U _R≤ 500 فولت	2.5 يو _آر
مكثفات سيراميكية أحادية الطبقة	U _R> 500 فولت	1.5 U _R + 500 V

مقاومة

تُسمى مقاومة التيار المتردد للمكثف، والتي تعتمد على التردد، بالممانعة. $Z$ وهي نسبة معقدة بين الجهد والتيار في دائرة التيار المتردد. تُوسّع المعاوقة مفهوم قانون أوم ليشمل دوائر التيار المتردد، ولها مقدار وطور عند تردد معين، على عكس المقاومة التي لها مقدار فقط.

المعاوقة هي مقياس لقدرة المكثف على تمرير التيارات المترددة. وبهذا المعنى، يمكن استخدام المعاوقة كما يُستخدم قانون أوم.

Z={\frac {\hat {u}}{\hat {\imath }}}={\frac {U_{\mathrm {AC} }}{I_{\mathrm {AC} }}}.

لحساب إما القيمة القصوى أو القيمة الفعالة للتيار أو الجهد.

كما هو موضح في الدائرة المكافئة المتسلسلة للمكثف، فإن المكون الواقعي يتضمن مكثفًا مثاليًا $C$ ، محاثة $L$ ومقاوم $R$ .

لحساب المعاوقة $Z$ يجب جمع المقاومة، ثم المفاعلتين هندسيًا

Z={\sqrt {{ESR}^{2}+(X_ {\mathrm {C} }+(-X_{\mathrm {L} }))^{2}}}

حيث أن المفاعلة السعوية ( السعة ) هي

X_{C}=-{\frac {1}{\omega C}}

والمفاعلة الحثية ( الحث ) هي

X_{L}=\أوميغا L_{\mathrm {ESL} }

.

في حالة الرنين الخاصة ، حيث تكون لكلتا المقاومتين التفاعليتين نفس القيمة ( $X_{C}=X_{L}$ )، عندئذٍ سيتم تحديد المعاوقة فقط بواسطة ${ESR}$ .

منحنيات نموذجية لممانعة رقائق X7R و NP0-MLCC

لا تحدد جداول بيانات المكثفات الخزفية سوى مقدار المعاوقة $Z$ يُظهر منحنى المعاوقة النموذجي أنه مع ازدياد التردد، تنخفض المعاوقة حتى تصل إلى أدنى قيمة لها. وكلما انخفضت المعاوقة، زادت سهولة مرور التيارات المترددة عبر المكثف. عند أدنى نقطة في المنحنى، وهي نقطة الرنين، حيث تتساوى قيمة X _C مع قيمة X _L ، يُظهر المكثف أدنى قيمة لمعاوقته. في هذه الحالة، تُحدد المقاومة المكافئة التسلسلية (ESR) فقط المعاوقة. ومع الترددات الأعلى من تردد الرنين، تزداد المعاوقة مرة أخرى بسبب الحث المكافئ التسلسلي (ESL).

معدل الترسيب الإلكتروني، وعامل التبديد، وعامل الجودة

تُعدّ الخسائر الإجمالية في المكثفات الخزفية خسائر أومية للتيار المتردد . أما خسائر التيار المستمر فتُحدد على أنها " تيار تسريب " أو "مقاومة عازلة"، وهي ضئيلة في مواصفات التيار المتردد. وتتميز هذه الخسائر بأنها غير خطية، وقد تعتمد على التردد ودرجة الحرارة والعمر، وفي بعض الأنواع الخاصة، على الرطوبة. وتنتج هذه الخسائر عن حالتين فيزيائيتين،

خسائر الخط مع مقاومة خط التغذية الداخلية، ومقاومة التلامس بين قطبي التوصيل، ومقاومة خط الأقطاب الكهربائية
الخسائر العازلة الناتجة عن الاستقطاب العازل

عادةً ما تكون الخسائر الأومية العازلة، التي تعتمد على التردد، هي الجزء الأكبر من هذه الخسائر في المكثفات الكبيرة. ووفقًا لمعيار IEC 60384-1، تُقاس الخسائر الأومية للمكثفات عند نفس التردد المستخدم لقياس السعة. وهذه هي:

100 كيلو هرتز، 1 ميجا هرتز (مفضل) أو 10 ميجا هرتز للمكثفات الخزفية ذات C _R ≤ 1 نانو فاراد:
1 كيلوهرتز أو 10 كيلوهرتز للمكثفات الخزفية ذات سعة 1 نانوفاراد < C _R ≤ 10 ميكروفاراد
50/60 هرتز أو 100/120 هرتز للمكثفات الخزفية ذات السعة النسبية (CR ₎ > 10 ميكروفاراد

يمكن تحديد نتائج الخسائر المقاومة المجمعة للمكثف إما كمقاومة متسلسلة مكافئة (ESR)، أو كعامل تبديد (DF، tan δ)، أو كعامل جودة (Q)، وذلك حسب متطلبات التطبيق.

تُحدد مواصفات المكثفات من الفئة الثانية في الغالب بمعامل التبديد، tan δ. ويُحدد معامل التبديد على أنه ظل زاوية المفاعلة. $X_{C}$ – $X_{L}$ ويمكن إظهار ESR على أنه الزاوية δ بين المحور التخيلي ومحور المعاوقة في مخطط المتجهات أعلاه، انظر الفقرة "المعاوقة".

إذا كان الحث $ESL$ إذا كانت صغيرة، فيمكن تقريب عامل التبديد على النحو التالي:

\tan \delta =ESR\cdot \omega C

تُحدد مواصفات المكثفات من الفئة الأولى ذات الفقد المنخفض جدًا بمعامل تبديد، وغالبًا بمعامل جودة (Q). ويُعرَّف معامل الجودة بأنه مقلوب معامل التبديد.

Q={\frac {1}{\tan \delta }}={\frac {f_{0}}{B}}\

يمثل عامل الجودة تأثير المقاومة الكهربائية ، ويحدد عرض نطاق الرنان. $B$ بالنسبة إلى مركزها أو ترددها الرنيني $f_{0}$ تُعد قيمة Q العالية علامة على جودة الرنين في الدوائر الرنانة.

وفقًا للمعيار IEC 60384-8/-21/-9/-22، لا يجوز أن تتجاوز المكثفات الخزفية عوامل التبديد التالية:

معامل الفقد tan δ للمكثفات الخزفية من الفئة 1 ذات السعة C _R ≥ 50 بيكوفاراد
معامل درجة حرارة السيراميك	عامل التبديد الأقصى
100 ≥ α > −750	tan δ ≤ 15 • 10 ⁻⁴
−750 ≥ α > −1500	tan δ ≤ 20 • 10 ⁻⁴
−1500 ≥ α > −3300	tan δ ≤ 30 • 10 ⁻⁴
−3300 ≥ α > −5600	tan δ ≤ 40 • 10 ⁻⁴
≤ −5600	tan δ ≤ 50 • 10 ⁻⁴
بالنسبة لقيم السعة الأقل من 50 بيكوفاراد، قد يكون عامل التبديد أكبر

معامل التبديد tan δ للمكثفات الخزفية من الفئة 2 ذات C _R ≥ 50 بيكوفاراد
الجهد المقنن للمكثف	عامل التبديد الأقصى
≥ 10 فولت	tan δ ≤ 350 • 10 ⁻⁴
بالنسبة لقيم السعة الأقل من 50 بيكوفاراد، قد يكون عامل التبديد أكبر

تعتمد الخسائر الأومية للمكثفات الخزفية على التردد ودرجة الحرارة والجهد. بالإضافة إلى ذلك، تتغير قياسات مكثفات الفئة الثانية مع مرور الوقت. وتختلف الخسائر باختلاف المواد الخزفية ضمن نطاق درجة الحرارة وتردد التشغيل. وتكون التغيرات في مكثفات الفئة الأولى طفيفة، بينما تشهد مكثفات الفئة الثانية تغيرات أكبر بكثير.

استخدام الترددات العالية، والحث الكهروستاتيكي، وتردد الرنين الذاتي

يحدث الرنين الكهربائي في مكثف خزفي عند تردد رنين معين، حيث تلغي الأجزاء التخيلية لممانعة المكثف وموصليته بعضها بعضًا. يُسمى هذا التردد، الذي تكون فيه قيمة X _C مساوية لـ X _L، بتردد الرنين الذاتي، ويمكن حسابه باستخدام:

$\omega ={\frac {1}{\sqrt {LC}}}$

حيث ω = 2π f ، حيث f هو تردد الرنين بالهرتز ، و L هو الحث بالهنري ، و C هي السعة بالفاراد .

كلما صغرت السعة C والحث L، ارتفع تردد الرنين. تردد الرنين الذاتي هو أدنى تردد تصل عنده المعاوقة إلى أدنى قيمة لها. في أي تطبيق للتيار المتردد، يمثل تردد الرنين الذاتي أعلى تردد يمكن عنده استخدام المكثف كمكون سعوي. عند الترددات الأعلى من تردد الرنين، تزداد المعاوقة مرة أخرى بسبب الحث الذاتي المكافئ (ESL): يصبح المكثف محثًا بمحاثة تساوي حثه الذاتي المكافئ، ومقاومة تساوي مقاومته الداخلية المكافئة (ESR) عند التردد المحدد.

تنتج الحثية المكافئة (ESL) في المكثفات الصناعية بشكل رئيسي عن الأسلاك والوصلات الداخلية المستخدمة لتوصيل الألواح بالعالم الخارجي. تميل المكثفات الأكبر حجمًا إلى امتلاك حثية مكافئة أعلى من المكثفات الأصغر، لأن المسافة إلى اللوح أطول، وكل ملليمتر يزيد من الحثية.

المكثفات الخزفية، المتوفرة بسعات صغيرة جدًا (بيكو فاراد وما فوق)، تتجاوز بالفعل نطاق سعاتها الصغيرة المناسبة للترددات العالية التي تصل إلى عدة مئات من الميغاهرتز (انظر الصيغة أعلاه). ونظرًا لعدم وجود أسلاك توصيل وقربها من الأقطاب الكهربائية، تتميز رقائق المكثفات متعددة الطبقات (MLCC) بانخفاض كبير في الحث الطفيلي مقارنةً بالأنواع ذات أسلاك التوصيل، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات الترددات العالية. ويمكن تحقيق خفض إضافي في الحث الطفيلي عن طريق توصيل الأقطاب الكهربائية على الجانب الطولي للرقاقة بدلًا من الجانب العرضي.

ترددات الرنين الذاتي النموذجية لمجموعة واحدة من مكثفات NP0/C0G ومجموعة واحدة من مكثفات السيراميك X7R هي: ^{[ 54 ]}

	10 بيكوفاراد	100 بيكوفاراد	1 نانو فاراد	10 نانو فاراد	100 نانو فاراد	1 ميكروفاراد
C0G (الفئة 1)	1550 ميجاهرتز	460 ميجاهرتز	160 ميجاهرتز	55 ميجاهرتز
X7R (الفئة 2)			190 ميجاهرتز	56 ميجاهرتز	22 ميجاهرتز	10 ميجاهرتز

لاحظ أن مكثفات X7R تتمتع باستجابة ترددية أفضل من مكثفات C0G. وهذا أمر منطقي، لأن مكثفات الفئة 2 أصغر بكثير من مكثفات الفئة 1، لذا من المفترض أن يكون لها حث طفيلي أقل.

شيخوخة

مقارنة تقادم مكثفات السيراميك من الفئة 2 المختلفة بمكثف السيراميك من الفئة 1 NP0

في المكثفات الخزفية من الفئة الثانية ذات الخصائص الكهروإجهادية، تنخفض السعة بمرور الوقت. يُعرف هذا السلوك بـ"التقادم". يحدث التقادم في المواد العازلة الكهروإجهادية، حيث تُساهم مناطق الاستقطاب في المادة العازلة في الاستقطاب الكلي. يؤدي تدهور مناطق الاستقطاب في المادة العازلة إلى انخفاض السماحية بمرور الوقت، وبالتالي تنخفض سعة المكثفات الخزفية من الفئة الثانية مع تقادم المكون. ^{[ 55 ]}^{[ 56 ]}

يخضع التآكل لقانون لوغاريتمي. يُعرّف هذا القانون انخفاض السعة كنسبة مئوية خلال فترة زمنية محددة بعد فترة استعادة اللحام عند درجة حرارة معينة، على سبيل المثال، خلال الفترة من ساعة إلى عشر ساعات عند 20 درجة مئوية. ولأن القانون لوغاريتمي، فإن نسبة فقدان السعة تتضاعف بين الساعة الأولى والساعة المئة ، وتتضاعف ثلاث مرات بين الساعة الأولى والساعة الألف، وهكذا. لذا، يكون التآكل أسرع ما يمكن في البداية، ثم تستقر قيمة السعة تدريجيًا مع مرور الوقت.

يعتمد معدل تقادم مكثفات الفئة الثانية بشكل أساسي على المواد المستخدمة. وكقاعدة عامة، كلما زاد تأثر السيراميك بدرجة الحرارة، زادت نسبة التقادم. يبلغ معدل التقادم النموذجي لمكثفات السيراميك X7R حوالي 2.5% لكل عقد ^{[ 57 ].} أما معدل تقادم مكثفات السيراميك Z5U فهو أعلى بكثير، وقد يصل إلى 7% لكل عقد.

يمكن عكس عملية تقادم المكثفات من الفئة 2 عن طريق تسخين المكون فوق نقطة كوري . ^{[ 2 ]}

لا تتعرض مكثفات الفئة 1 للتقادم الفيروكهربائي كما هو الحال في مكثفات الفئة 2. إلا أن العوامل البيئية، كارتفاع درجة الحرارة والرطوبة والإجهاد الميكانيكي، قد تؤدي، على المدى الطويل، إلى انخفاض طفيف غير قابل للعكس في السعة، وهو ما يُعرف أحيانًا بالتقادم. يقل تغير السعة في مكثفات الفئة 1 من نوع P 100 وN 470 عن 1%، بينما لا يتجاوز 2% في المكثفات ذات السيراميك من نوع N 750 إلى N 1500.

مقاومة العزل وثابت التفريغ الذاتي

لا تكون مقاومة العازل لانهائية أبدًا، مما يؤدي إلى وجود تيار تسريب مستمر يساهم في التفريغ الذاتي. بالنسبة للمكثفات الخزفية، تُسمى هذه المقاومة، الموصولة بالتوازي مع المكثف في الدائرة المكافئة للمكثفات على التوالي، "مقاومة العزل R _ins ". يجب عدم الخلط بين مقاومة العزل والعزل الخارجي عن البيئة المحيطة.

يتبع معدل التفريغ الذاتي مع انخفاض جهد المكثف الصيغة التالية:

u(t)=U_{0}\cdot \mathrm {e} ^{-t/\tau _{\mathrm {s} }},

مع جهد التيار المستمر المخزن $U_{0}$ وثابت التفريغ الذاتي

\tau _{\mathrm {s} }=R_{\mathrm {ins} }\cdot C

هذا يعني بعد $\tau _{\mathrm {s} }\,$ جهد المكثف $U_{0}$ انخفضت إلى 37% من القيمة الأولية.

تُعدّ مقاومة العزل، المُقاسة بوحدة ميغا أوم ( ^10⁶ أوم)، بالإضافة إلى ثابت التفريغ الذاتي المُقاس بالثواني، من المعايير المهمة لجودة العزل الكهربائي. وتكتسب هذه القيم الزمنية أهمية خاصة، على سبيل المثال، عند استخدام المكثف كعنصر توقيت في المرحلات، أو لتخزين قيمة جهد كهربائي كما في دوائر أخذ العينات والاحتفاظ بها ، أو مكبرات العمليات .

وفقًا للمعايير المعمول بها، تتميز مكثفات السيراميك من الفئة 1 بمقاومة داخلية (R _ins)≥ 10000 ميجا أوم للمكثفات ذات سعة تخزين ( _CR)≤ 10 نانو فاراد، أو بزمن استجابة (τ _s)≥ 100 ثانية للمكثفات ذات سعة تخزين (CR) > 10 نانو فاراد. أما _مكثفاتالسيراميك من الفئة 2، فتتميز بمقاومة داخلية ( R _ins)≥ 4000 ميجا أوم للمكثفات ذات سعة تخزين (CR ₎≤ 25 نانو فاراد، أو بزمن استجابة (τ _s)≥ 100 ثانية للمكثفات ذات سعة تخزين (CR ₎> 25 نانو فاراد.

تعتمد مقاومة العزل وبالتالي معدل وقت التفريغ الذاتي على درجة الحرارة وتنخفض مع زيادة درجة الحرارة بمقدار 1 ميجا أوم لكل 60 درجة مئوية.

الامتصاص العازل (التشبع)

يُطلق مصطلح امتصاص العازل على الظاهرة التي يحدث فيها تفريغ غير كامل للمكثف المشحون لفترة طويلة. فعلى الرغم من أن المكثف المثالي يبقى عند جهد صفر فولت بعد التفريغ، إلا أن المكثفات الحقيقية تُولّد جهدًا صغيرًا ناتجًا عن تفريغ ثنائي القطب المتأخر زمنيًا، وهي ظاهرة تُعرف أيضًا بالاسترخاء العازل أو "التشبع" أو "تأثير البطارية".

قيم امتصاص العازل لبعض المكثفات شائعة الاستخدام
نوع المكثف	الامتصاص العازل
مكثفات سيراميكية من الفئة 1، NP0	من 0.3 إلى 0.6%
مكثفات سيراميكية من الفئة 2، X7R	من 2.0 إلى 2.5%

في العديد من تطبيقات المكثفات، لا يُمثل امتصاص العازل مشكلة، ولكن في بعض التطبيقات، مثل دوائر التكامل ذات الثوابت الزمنية الطويلة ، ودوائر أخذ العينات والاحتفاظ بها ، ومحولات التناظرية إلى الرقمية ذات المكثفات المُبدَّلة ، ومرشحات التشوه المنخفض جدًا ، من المهم ألا يستعيد المكثف شحنة متبقية بعد التفريغ الكامل، ولذلك يُشترط استخدام مكثفات ذات امتصاص منخفض. قد يتسبب الجهد الكهربائي عند أطراف المكثف الناتج عن امتصاص العازل في بعض الحالات في مشاكل في وظيفة الدائرة الإلكترونية، أو قد يُشكل خطرًا على سلامة الأفراد. ولمنع الصدمات الكهربائية، تُشحن معظم المكثفات الكبيرة جدًا، مثل مكثفات الطاقة، مزودة بأسلاك توصيل قصيرة تُزال قبل الاستخدام. ^[⁵⁸^]

الميكروفون

تُظهر جميع المكثفات الخزفية من الفئة الثانية، المصنوعة من خزف كهروإجهادي، خاصية الكهروإجهادية، وتُعرف هذه الظاهرة باسم "الميكروفونية" أو "الصرير" في التطبيقات الصوتية. ^{[ 59 ]} تصف "الميكروفونية" الظاهرة التي تُحوّل فيها المكونات الإلكترونية الاهتزازات الميكانيكية إلى إشارة كهربائية، والتي غالبًا ما تكون ضوضاء غير مرغوب فيها . ^{[ 60 ]} تستخدم مضخمات الصوت الإلكترونية الحساسة عادةً مكثفات خزفية وفيلمية من الفئة الأولى لتجنب هذه الظاهرة. ^{[ 60 ]}

في التأثير الميكروفوني العكسي، يُولّد المجال الكهربائي المتغير بين لوحي المكثف قوةً فيزيائيةً تُحركهما كما لو كانا مكبر صوت. ^{[ 60 ]} يمكن لأحمال النبضات عالية التيار أو تيارات التموج العالية أن تُولّد صوتًا مسموعًا صادرًا من المكثف، ولكنها تُفرغ شحنة المكثف وتُجهد العازل. ^{[ 61 ]}^{[ 62 ]}^{[ 63 ]}

اللحام

قد تتعرض المكثفات الخزفية لتغيرات في خصائصها الكهربائية نتيجةً للإجهاد الناتج عن اللحام. فحرارة حوض اللحام، وخاصةً في المكثفات المصنعة بتقنية التثبيت السطحي (SMD)، قد تُسبب تغيرات في مقاومة التلامس بين الأطراف والأقطاب الكهربائية. بالنسبة للمكثفات الخزفية من الفئة الثانية ذات الخصائص الكهروإجهادية، تكون درجة حرارة اللحام أعلى من نقطة كوري . وتعود المناطق المستقطبة في العازل إلى وضعها الطبيعي، وتبدأ عملية تقادم المكثفات الخزفية من الفئة الثانية من جديد. ^{[ 2 ]}

لذا، بعد اللحام، يلزم فترة استعادة تقارب 24 ساعة. بعد الاستعادة، تتغير بعض المعايير الكهربائية، مثل قيمة السعة، ومقاومة السلسلة المكافئة (ESR)، وتيارات التسريب، بشكل لا رجعة فيه. وتكون هذه التغييرات ضمن نطاق نسب مئوية منخفضة، وذلك بحسب نوع المكثف.

معلومات إضافية

التقييس

تخضع جميع المكونات الكهربائية والإلكترونية والتقنيات ذات الصلة لمعايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، ^{[ 64 ]} وهي منظمة دولية غير ربحية وغير حكومية معنية بالمعايير . ^{[ 65 ]}^{[ 66 ]}

تم تحديد تعريف خصائص وإجراءات طرق اختبار المكثفات المستخدمة في المعدات الإلكترونية في المواصفات العامة:

IEC 60384-1، المكثفات الثابتة للاستخدام في المعدات الإلكترونية - الجزء 1: المواصفات العامة

تم تحديد الاختبارات والمتطلبات التي يجب أن تستوفيها المكثفات الخزفية لاستخدامها في المعدات الإلكترونية للحصول على الموافقة كأنواع قياسية في المواصفات القطاعية التالية:

IEC 60384-8، مكثفات ثابتة ذات عازل خزفي، الفئة 1
IEC 60384-9، مكثفات ثابتة ذات عازل خزفي، الفئة 2
IEC 60384-21، مكثفات متعددة الطبقات ذات تركيب سطحي ثابت من عازل خزفي، الفئة 1
IEC 60384-22، مكثفات متعددة الطبقات ذات تركيب سطحي ثابت من عازل خزفي، الفئة 2

استبدال مكثف التنتالوم

تُستخدم المكثفات الخزفية متعددة الطبقات بشكل متزايد كبديل للمكثفات الإلكتروليتية المصنوعة من التنتالوم والألومنيوم ذات السعة المنخفضة في تطبيقات مثل دوائر التجاوز أو مصادر الطاقة ذات الوضع التبديل عالي التردد ، وذلك نظرًا لتنافسيتها من حيث التكلفة والموثوقية والحجم. في العديد من التطبيقات، تسمح مقاومتها المكافئة التسلسلية المنخفضة (ESR) باستخدام قيمة سعة اسمية أقل. ^[⁶⁷^]^[⁶⁸^]^[⁶⁹^]^[⁷⁰^]^[⁷¹^]

مميزات وعيوب المكثفات الخزفية

للاطلاع على خصائص وعيوب المكثفات الخزفية، راجع المقال الرئيسي: أنواع المكثفات #مقارنة الأنواع

وضع العلامات

علامات مطبوعة

إذا سمحت المساحة، فإن المكثفات الخزفية، مثل معظم المكونات الإلكترونية الأخرى، تحمل علامات مطبوعة تشير إلى الشركة المصنعة، ونوعها، وخصائصها الكهربائية والحرارية، وتاريخ صنعها. وفي الحالة المثالية، إذا كانت كبيرة بما يكفي، فسيتم تمييز المكثف بما يلي:

اسم الشركة المصنعة أو علامتها التجارية؛
تسمية نوع الشركة المصنعة؛
السعة المقدرة؛
التفاوت في السعة المقدرة
الجهد المقنن ونوع مصدر الطاقة (تيار متردد أو تيار مستمر)
الفئة المناخية أو درجة الحرارة المقدرة؛
سنة وشهر (أو أسبوع) الصنع؛
علامات اعتماد معايير السلامة (لمكثفات كبح التداخل الكهرومغناطيسي/الترددات الراديوية للسلامة)

تستخدم المكثفات الصغيرة ترميزًا مختصرًا لعرض جميع المعلومات ذات الصلة في المساحة المحدودة. الصيغة الأكثر شيوعًا هي: XYZ J/K/M VOLTS V، حيث يمثل XYZ السعة (محسوبة كـ XY × 10 ^Z pF)، وتشير الأحرف J أو K أو M إلى التفاوت (±5%، ±10%، و±20% على التوالي)، ويمثل VOLTS V جهد التشغيل.

أمثلة

مكثف يحمل النص التالي على جسمه: 105K 330V لديه سعة 10 × 10 ⁵ pF = 1 μF (K = ±10٪) بجهد تشغيل 330 فولت.
مكثف يحمل النص التالي: 473M 100V لديه سعة 47 × 10 ³ بيكوفاراد = 47 نانوفاراد (M = ±20٪) بجهد تشغيل 100 فولت.

يمكن تحديد السعة والتفاوت وتاريخ الصنع برمز مختصر وفقًا للمعيار IEC/EN 60062. أمثلة على الرموز المختصرة للسعة المقدرة (ميكروفاراد):

μ47 = 0.47 ميكروفاراد
4μ7 = 4.7 ميكروفاراد
47μ = 47 ميكروفاراد

غالباً ما تتم طباعة تاريخ الصنع وفقاً للمعايير الدولية.

الإصدار 1: الترميز باستخدام رمز السنة/الأسبوع، "1208" هو "2012، رقم الأسبوع 8".
الإصدار الثاني: الترميز باستخدام رمز السنة/رمز الشهر،

رمز السنة: "R" = 2003، "S" = 2004، "T" = 2005، "U" = 2006، "V" = 2007، "W" = 2008، "X" = 2009، "A" = 2010، "B" = 2011، "C" = 2012، "D" = 2013 إلخ.

رمز الشهر: من "1" إلى "9" = من يناير إلى سبتمبر، "O" = أكتوبر، "N" = نوفمبر، "D" = ديسمبر

"X5" تعني "2009، مايو"

بالنسبة للمكثفات الصغيرة جدًا مثل رقائق MLCC، لا يمكن وضع علامات تعريفية عليها. في هذه الحالة، لا يمكن ضمان تحديد نوع المكثف إلا من خلال تتبع الشركات المصنعة.

الترميز اللوني

لا يوجد ترميز لوني مفصل لتحديد المكثفات الحديثة.

انظر أيضاً

مراجع

١ ٢ ٣ ٤ ٥ هو، ج.؛ جو، ت. ر.؛ بوغز، س. (٢٠١٠). "مقدمة تاريخية لتكنولوجيا المكثفات" . مجلة IEEE للعزل الكهربائي . ٢٦ : ٢٠-٢٥ . doi : 10.1109/MEI.2010.5383924 . S2CID 23077215 . تنزيل الأرشيف بتاريخ 5 ديسمبر 2016 من موقع Wayback Machine
1 2 3 ووه، مارك د. "حلول تصميمية للتحيز المستمر في المكثفات الخزفية متعددة الطبقات" (ملف PDF) . موراتا . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 13 مايو 2012.
1 2 "موراتا، تقرير فني، المكثفات المتطورة" . مؤرشف من الأصل في 17 يونيو 2012.
↑ "نقص مكثفات MLCC ولماذا قد يستمر لفترة أطول من المتوقع" . ttiinc.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أكتوبر 2019 .
↑ هيلارد، هنري إي. (2001). "معادن مجموعة البلاتين" . المعادن والمواد الخام: الكتاب السنوي للمعادن الصادر عن هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية لعام 2001. 1. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية: 59.1 – 59.5 . doi : 10.3133/mybvl . تاريخ الاسترجاع: 28 مايو 2025 .
↑ كيندال، توم، محرر. (1 يوليو 2002). "البلاتين 2002" . مجلة معادن البلاتين . 46 (3). جونسون ماثي: 116. doi : 10.1595/003214002X463116116 . ISSN 0268-7305 . تاريخ الاسترجاع: 28 مايو 2025 .
↑ هاكنبرغر، دبليو؛ كوون، إس؛ ألبرتا، إي. "مكثفات متعددة الطبقات متطورة باستخدام سيراميك مضاد للكهرباء الحديدية عالي الكثافة الطاقية" (ملف PDF) . شركة TRS Technologies Inc. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 29-09-2013.
↑ "الفئة الثالثة - مكثفات قرصية سيراميكية عالية الثابت العازل للأغراض العامة" (ملف PDF) . شركة كروما للتكنولوجيا المحدودة . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 20 يوليو 2013.
↑ "Kemet: مكثفات سيراميكية ذات أطراف رصاصية F-3101F06/05" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 10-10-2008.
↑ سيراميك سيراميك مؤرشف بتاريخ 31-03-2008 في أرشيف الإنترنت
1 2 أوتو زينكي؛ هانز سيثر (2002)، Widerstände، Kondensatoren، Spulen und ihre Werkstoffe (بالألمانية) (2. الطبعة)، برلين: سبرينغر
↑ WS Lee, J. Yang, T. Yang, CY Su, YL Hu, Yageo: في: صناعة المكونات السلبية ، 2004، صفحة 26 وما بعدها. مكثف متعدد الطبقات فائق الجودة NP0 مع قطب داخلي من الفضة لتطبيقات الاتصالات.
↑ تشين، ترينتو (27 ديسمبر 2023). "مقارنة بين مكثفات التنتالوم ومكثفات السيراميك متعددة الطبقات" . مواد ستانفورد المتقدمة . تم الاطلاع عليه في 7 سبتمبر 2024 .
↑ هوانغ، هايتاو؛ سكوت، جيمس، محرران. (2019). "الفصل 5- الخزف والأغشية العازلة لتخزين الطاقة الكهربائية". مواد كهروإجهادية لتطبيقات الطاقة . ص 124. ISBN 978-3-527-34271-6.
↑ "درجة حرارة عالية - عازل X8R/X8L | AVX" .
↑ "مكثف شبه موصل (من نوع طبقة الحاجز)، الفئة الثالثة : نوع شبه موصل" . شركة يلو ستون . مؤرشف من الأصل في 30 أغسطس 2012.
↑ هيتانو. "مكثفات القرص الخزفية - (شبه موصلة) الفئة 3 النوع S، Y5P ... Y5V" (PDF) .
↑ كان، م. "المكثفات الخزفية متعددة الطبقات - المواد والتصنيع، المعلومات التقنية" (ملف PDF) . شركة AVX . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 25 يوليو 2012.
↑ APITech. "المكثفات الخزفية" . info.apitech.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-09-2021 .
↑ «إنتل تُعرب عن مخاوفها بشأن جودة مكثفات رقائق السيراميك عالية السعة» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 ديسمبر 2012 .
↑ تسوبوتا، شوجي. "مكثفات عالية السعة من موراتا تُصنع وحدات تزويد طاقة أصغر" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 5 نوفمبر 2012.معهد أمريكان إنتربرايز، ديسمبر 2005
↑ "تايو يودن تقدم أول مكثف سيراميكي متعدد الطبقات بحجم 100 ميكروفاراد EIA 0805 في العالم " (PDF) .
↑ ناغوشي، يوكي (نوفمبر 2009). "لحام المعادن الأساسية ينتج مكثفات من الفئة X2 أرخص وأكثر استقرارًا" . AEI .
↑ مكثفات AVX منخفضة الحث، مؤرشفة في 16 مايو 2013 على موقع Wayback Machine
↑ شركة X2Y للمخففات المحدودة
↑ ملخص تقنية X2Y
↑ "سايفر، إكس تو واي تكنولوجي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-02-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2012 .
↑ مرشح سيراميكي متعدد الطبقات للحماية من التداخل الكهرومغناطيسي، سايفر
↑ "نظرة عامة على تقنية X2Y، جوهانسون" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 أغسطس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أغسطس 2013 .
↑ مكثفات الفصل، خارطة طريق المصمم لشبكات الفصل المثلى للدوائر المتكاملة
↑ تقنية مكثفات X2Y
↑ بنية مكثف ثلاثي الأطراف، موراتا
↑ "ندوة عبر الإنترنت حول تجنب تشقق وسادات التوصيل وتصدع المكثفات | حلول DFR" .
↑ أومالي، ب.؛ وانغ، د.؛ دوونغ، هـ.؛ لاي، آنه؛ زيل، ز. (25 مايو 2011). "أعطال المكثفات الخزفية والدروس المستفادة" (ملف PDF) . وقائع المؤتمر السنوي الخامس والخمسين لجمعية NDIA للصمامات . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 13 يناير 2012.
↑ ستوبلي، ب.؛ بريماك، ج.؛ بليز، ب.؛ لونغ، ب. (25-28 سبتمبر 2006). "تحسين قدرات المرونة باستخدام مكثفات رقائق MLC المعدلة" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر CARTS Europe 2006. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 29 سبتمبر 2013.
↑ سلوكا، بيل؛ سكامسر، دان؛ فيليبس، ريجي؛ هيل، ألين؛ لابس، مارك؛ غريس، روي؛ بريماك، جون؛ راندال، مايكل؛ تاج الدين، عزيز (26-29 مارس 2007). "مكثفات مقاومة للانحناء" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر CARTS USA 2007. مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 25 يوليو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 ديسمبر 2012 .
↑ فيشاي، معلومات تقنية عامة، مكثفات كبح التداخل اللاسلكي
↑ مكثفات إلينوي المحدودة لكبح التداخل الكهرومغناطيسي/تداخل الترددات الراديوية
↑ كاباكور، معلومات تقنية عامة عن مكثفات كبح الضوضاء (RFI/EMI) على التيار المتردد الرئيسي. مؤرشفة بتاريخ 4 يناير 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
↑ "تشريعات التوافق الكهرومغناطيسي: التوجيه 89/336/EC" . المفوضية الأوروبية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 يوليو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 أغسطس 2012 .
1 2 موراتا، مكثفات سيراميكية معتمدة وفقًا لمعايير السلامة/متوافقة مع قانون EA&MS
↑ فيشاي، مكثفات - سيراميك - فئة RFI X/Y. مؤرشفة بتاريخ 15 أغسطس 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
↑ مكثفات الأمان MLCC من Syfer تلبي متطلبات الفئة Y2/X1 و X2
↑ والسن، مكثفات سيراميك متعددة الطبقات، سلسلة X1/Y2 (S2) معتمدة من TÜV للسلامة PDF
↑ مكثفات أمان التيار المتردد من جوهانسون، مكثفات رقائق السيراميك من النوع SC، ملف PDF مؤرشف في 31 أغسطس 2013 على موقع Wayback Machine
↑ ياجيو، مكثفات سيراميكية متعددة الطبقات للتثبيت السطحي، نوع SC عالي الجهد: NP0/X7R PDF
↑ مكثفات سيراميكية عالية الجهد من نوع AVX، من 15 إلى 100 كيلو فولت، عازل كهربائي قائم على السترونتيوم، سلسلة HP/HW/HK. مؤرشفة في 25 يوليو 2012 على موقع Wayback Machine .
↑ سكيلي، أ.؛ وو، دكتور في الطب (أكتوبر 2009). "فهم خصائص انحياز التيار المستمر في مكثفات السيراميك متعددة الطبقات عالية السعة" . مجلة صناعة السيراميك .
↑ إستفان نوفاك، شركة أوراكل أمريكا، مؤتمر التصميم 2011، اعتماد المكثفات على انحياز التيار المستمر والتيار المتردد،
↑ أساسيات مكثفات رقائق السيراميك، جوهانسون إلكتريكس،مؤرشف بتاريخ ٢٨ يناير ٢٠١٥ على موقع Wayback Machine ، ملف PDF: notes/training/jdi_mlcc-basics_2007-12.pdf
↑ م. فورتوناتو، منتجات ماكسيم المتكاملة، تغير درجة الحرارة والجهد للمكثفات الخزفية، أو لماذا يصبح مكثفك ذو سعة 4.7 ميكروفاراد مكثفًا بسعة 0.33 ميكروفاراد، 4 ديسمبر 2012،
↑ معامل الجهد للمكثفات، مقارنة وحلول ( مؤرشف في 15 فبراير 2015، على موقع Wayback Machine)
↑ موراتا، ورقة بيانات X7R، 10 ميكروفاراد، 25 فولت، GRM31CR71E106KA12#، PDF
↑ شركة سايفر للتكنولوجيا
↑ ك. و. بليسنر (1956)، "تقادم الخصائص العازلة لسيراميك تيتانات الباريوم"، وقائع الجمعية الفيزيائية. القسم ب (بالألمانية)، المجلد 69، العدد 12، الصفحات 1261-1268 ، رمز Bibcode : 1956PPSB...69.1261P ، doi : 10.1088/0370-1301/69/12/309
^ تسورومي، تاكاكي؛ شونو، موتوهيرو؛ كاكيموتو، هيروفومي؛ وادا، ساتوشي؛ سايتو، كينجي؛ تشازونو، هيروكازو (2008). "آلية شيخوخة السعة في ظل مجال انحياز التيار المستمر في X7R-MLCCS". مجلة الكهرباء والسيراميك . 21 ( 1 – 4): 17 – 21. دوى : 10.1007 / s10832-007-9071-0 . S2CID 110489189 .
↑ كريستوفر إنجلاند، عوازل جوهانسون، تبسيط عملية تقادم المكثفات الخزفية ( مؤرشف بتاريخ 26-12-2012 في أرشيف الإنترنت)
↑ كين كونديرت : نمذجة امتصاص العازل في المكثفات
↑ ساتوشي إيشيتوبي. "موراتا يعالج مشكلة الصرير في الأجهزة المحمولة وأجهزة الصوت والفيديو" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 27-06-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 05-08-2013 .
1 2 3 "مكثفات لتقليل الضوضاء الميكروفونية وانبعاث الصوت" (ملف PDF) . KEMET . فبراير 2007. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2 أبريل 2019.
↑ "هل تخضع مكثفات السيراميك العسكرية لديكم للتأثير الكهروإجهادي؟" . كيميت . 27 يوليو 2004. مؤرشف من الأصل في 19 يونيو 2012.
↑ "أسئلة وأجوبة حول المكثفات المغنية (التأثير الكهروإجهادي)" (ملف PDF) . TDK. ديسمبر 2006. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2 أبريل 2019.
↑ "الضوضاء الكهروإجهادية: رنين مكثفات السيراميك متعددة الطبقات - غناء" (ملف PDF) . شركة NIC Components. مايو 2015. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية في 2 أبريل 2019.
↑ الصفحة الرئيسية للجنة الكهروتقنية الدولية
↑ متجر IEC الإلكتروني
^ معايير IEC/EN/DIN، Beuth-Verlag
↑ تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة – السيراميك متعدد الطبقات أو التنتالوم
↑ شركة جوهانسون للمواد العازلة، "حلول السيراميك المتقدمة"، بديل التنتالوم ( ملف PDF)
↑ شركة تكساس إنسترومنتس، المكثفات الخزفية تحل محل مكثفات التنتالوم في منظمات الجهد المنخفض، تقرير التطبيق SLVA214A - أغسطس 2005 - مُراجع في أكتوبر 2006 (ملف PDF)
↑ روترونيك، دليل استبدال مكثف التنتالوم بمكثف متعدد الطبقات (MLCC) - ملف PDF مؤرشف بتاريخ 10 يوليو 2015 على موقع Wayback Machine
↑ كيميت، كيف أختار بين مكثفات البوليمر والألومنيوم والسيراميك والتنتالوم؟ "كيميت للإلكترونيات - كيف أختار بين مكثفات البوليمر والألومنيوم والسيراميك والتنتالوم؟" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-12-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-12-2012 .

روابط خارجية

[autogenerated1-1] ١ ٢ ٣ ٤ ٥ هو، ج.؛ جو، ت. ر.؛ بوغز، س. (٢٠١٠). "مقدمة تاريخية لتكنولوجيا المكثفات" . مجلة IEEE للعزل الكهربائي . ٢٦ : ٢٠-٢٥ . doi : 10.1109/MEI.2010.5383924 . S2CID 23077215 . تنزيل الأرشيف بتاريخ 5 ديسمبر 2016 من موقع Wayback Machine

[Waugh-2] 1 2 3 ووه، مارك د. "حلول تصميمية للتحيز المستمر في المكثفات الخزفية متعددة الطبقات" (ملف PDF) . موراتا . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 13 مايو 2012.

[Murata-3] 1 2 "موراتا، تقرير فني، المكثفات المتطورة" . مؤرشف من الأصل في 17 يونيو 2012.

[4] "نقص مكثفات MLCC ولماذا قد يستمر لفترة أطول من المتوقع" . ttiinc.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أكتوبر 2019 .

[5] هيلارد، هنري إي. (2001). "معادن مجموعة البلاتين" . المعادن والمواد الخام: الكتاب السنوي للمعادن الصادر عن هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية لعام 2001. 1. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية: 59.1 – 59.5 . doi : 10.3133/mybvl . تاريخ الاسترجاع: 28 مايو 2025 .

[6] كيندال، توم، محرر. (1 يوليو 2002). "البلاتين 2002" . مجلة معادن البلاتين . 46 (3). جونسون ماثي: 116. doi : 10.1595/003214002X463116116 . ISSN 0268-7305 . تاريخ الاسترجاع: 28 مايو 2025 .

[7] هاكنبرغر، دبليو؛ كوون، إس؛ ألبرتا، إي. "مكثفات متعددة الطبقات متطورة باستخدام سيراميك مضاد للكهرباء الحديدية عالي الكثافة الطاقية" (ملف PDF) . شركة TRS Technologies Inc. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 29-09-2013.

[8] "الفئة الثالثة - مكثفات قرصية سيراميكية عالية الثابت العازل للأغراض العامة" (ملف PDF) . شركة كروما للتكنولوجيا المحدودة . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 20 يوليو 2013.

[9] "Kemet: مكثفات سيراميكية ذات أطراف رصاصية F-3101F06/05" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 10-10-2008.

[10] سيراميك سيراميك مؤرشف بتاريخ 31-03-2008 في أرشيف الإنترنت

[autogenerated2002-11] 1 2 أوتو زينكي؛ هانز سيثر (2002)، Widerstände، Kondensatoren، Spulen und ihre Werkstoffe (بالألمانية) (2. الطبعة)، برلين: سبرينغر

[12] WS Lee, J. Yang, T. Yang, CY Su, YL Hu, Yageo: في: صناعة المكونات السلبية ، 2004، صفحة 26 وما بعدها. مكثف متعدد الطبقات فائق الجودة NP0 مع قطب داخلي من الفضة لتطبيقات الاتصالات.

[13] تشين، ترينتو (27 ديسمبر 2023). "مقارنة بين مكثفات التنتالوم ومكثفات السيراميك متعددة الطبقات" . مواد ستانفورد المتقدمة . تم الاطلاع عليه في 7 سبتمبر 2024 .

[14] هوانغ، هايتاو؛ سكوت، جيمس، محرران. (2019). "الفصل 5- الخزف والأغشية العازلة لتخزين الطاقة الكهربائية". مواد كهروإجهادية لتطبيقات الطاقة . ص 124. ISBN 978-3-527-34271-6.

[15] "درجة حرارة عالية - عازل X8R/X8L | AVX" .

[16] "مكثف شبه موصل (من نوع طبقة الحاجز)، الفئة الثالثة : نوع شبه موصل" . شركة يلو ستون . مؤرشف من الأصل في 30 أغسطس 2012.

[17] هيتانو. "مكثفات القرص الخزفية - (شبه موصلة) الفئة 3 النوع S، Y5P ... Y5V" (PDF) .

[18] كان، م. "المكثفات الخزفية متعددة الطبقات - المواد والتصنيع، المعلومات التقنية" (ملف PDF) . شركة AVX . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 25 يوليو 2012.

[19] APITech. "المكثفات الخزفية" . info.apitech.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-09-2021 .

[20] «إنتل تُعرب عن مخاوفها بشأن جودة مكثفات رقائق السيراميك عالية السعة» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 ديسمبر 2012 .

[21] تسوبوتا، شوجي. "مكثفات عالية السعة من موراتا تُصنع وحدات تزويد طاقة أصغر" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 5 نوفمبر 2012.معهد أمريكان إنتربرايز، ديسمبر 2005

[22] "تايو يودن تقدم أول مكثف سيراميكي متعدد الطبقات بحجم 100 ميكروفاراد EIA 0805 في العالم " (PDF) .

[23] ناغوشي، يوكي (نوفمبر 2009). "لحام المعادن الأساسية ينتج مكثفات من الفئة X2 أرخص وأكثر استقرارًا" . AEI .

[24] مكثفات AVX منخفضة الحث، مؤرشفة في 16 مايو 2013 على موقع Wayback Machine

[25] شركة X2Y للمخففات المحدودة

[26] ملخص تقنية X2Y

[27] "سايفر، إكس تو واي تكنولوجي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-02-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2012 .

[28] مرشح سيراميكي متعدد الطبقات للحماية من التداخل الكهرومغناطيسي، سايفر

[29] "نظرة عامة على تقنية X2Y، جوهانسون" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 أغسطس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أغسطس 2013 .

[30] مكثفات الفصل، خارطة طريق المصمم لشبكات الفصل المثلى للدوائر المتكاملة

[31] تقنية مكثفات X2Y

[32] بنية مكثف ثلاثي الأطراف، موراتا

[33] "ندوة عبر الإنترنت حول تجنب تشقق وسادات التوصيل وتصدع المكثفات | حلول DFR" .

[34] أومالي، ب.؛ وانغ، د.؛ دوونغ، هـ.؛ لاي، آنه؛ زيل، ز. (25 مايو 2011). "أعطال المكثفات الخزفية والدروس المستفادة" (ملف PDF) . وقائع المؤتمر السنوي الخامس والخمسين لجمعية NDIA للصمامات . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 13 يناير 2012.

[35] ستوبلي، ب.؛ بريماك، ج.؛ بليز، ب.؛ لونغ، ب. (25-28 سبتمبر 2006). "تحسين قدرات المرونة باستخدام مكثفات رقائق MLC المعدلة" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر CARTS Europe 2006. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 29 سبتمبر 2013.

[36] سلوكا، بيل؛ سكامسر، دان؛ فيليبس، ريجي؛ هيل، ألين؛ لابس، مارك؛ غريس، روي؛ بريماك، جون؛ راندال، مايكل؛ تاج الدين، عزيز (26-29 مارس 2007). "مكثفات مقاومة للانحناء" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر CARTS USA 2007. مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 25 يوليو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 ديسمبر 2012 .

[37] فيشاي، معلومات تقنية عامة، مكثفات كبح التداخل اللاسلكي

[38] مكثفات إلينوي المحدودة لكبح التداخل الكهرومغناطيسي/تداخل الترددات الراديوية

[39] كاباكور، معلومات تقنية عامة عن مكثفات كبح الضوضاء (RFI/EMI) على التيار المتردد الرئيسي. مؤرشفة بتاريخ 4 يناير 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).

[40] "تشريعات التوافق الكهرومغناطيسي: التوجيه 89/336/EC" . المفوضية الأوروبية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 يوليو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 أغسطس 2012 .

[MurataXY-41] 1 2 موراتا، مكثفات سيراميكية معتمدة وفقًا لمعايير السلامة/متوافقة مع قانون EA&MS

[42] فيشاي، مكثفات - سيراميك - فئة RFI X/Y. مؤرشفة بتاريخ 15 أغسطس 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .

[43] مكثفات الأمان MLCC من Syfer تلبي متطلبات الفئة Y2/X1 و X2

[44] والسن، مكثفات سيراميك متعددة الطبقات، سلسلة X1/Y2 (S2) معتمدة من TÜV للسلامة PDF

[45] مكثفات أمان التيار المتردد من جوهانسون، مكثفات رقائق السيراميك من النوع SC، ملف PDF مؤرشف في 31 أغسطس 2013 على موقع Wayback Machine

[46] ياجيو، مكثفات سيراميكية متعددة الطبقات للتثبيت السطحي، نوع SC عالي الجهد: NP0/X7R PDF

[47] مكثفات سيراميكية عالية الجهد من نوع AVX، من 15 إلى 100 كيلو فولت، عازل كهربائي قائم على السترونتيوم، سلسلة HP/HW/HK. مؤرشفة في 25 يوليو 2012 على موقع Wayback Machine .

[48] سكيلي، أ.؛ وو، دكتور في الطب (أكتوبر 2009). "فهم خصائص انحياز التيار المستمر في مكثفات السيراميك متعددة الطبقات عالية السعة" . مجلة صناعة السيراميك .

[49] إستفان نوفاك، شركة أوراكل أمريكا، مؤتمر التصميم 2011، اعتماد المكثفات على انحياز التيار المستمر والتيار المتردد،

[Johanson-50] أساسيات مكثفات رقائق السيراميك، جوهانسون إلكتريكس،مؤرشف بتاريخ ٢٨ يناير ٢٠١٥ على موقع Wayback Machine ، ملف PDF: notes/training/jdi_mlcc-basics_2007-12.pdf

[51] م. فورتوناتو، منتجات ماكسيم المتكاملة، تغير درجة الحرارة والجهد للمكثفات الخزفية، أو لماذا يصبح مكثفك ذو سعة 4.7 ميكروفاراد مكثفًا بسعة 0.33 ميكروفاراد، 4 ديسمبر 2012،

[52] معامل الجهد للمكثفات، مقارنة وحلول ( مؤرشف في 15 فبراير 2015، على موقع Wayback Machine)

[53] موراتا، ورقة بيانات X7R، 10 ميكروفاراد، 25 فولت، GRM31CR71E106KA12#، PDF

[54] شركة سايفر للتكنولوجيا

[55] ك. و. بليسنر (1956)، "تقادم الخصائص العازلة لسيراميك تيتانات الباريوم"، وقائع الجمعية الفيزيائية. القسم ب (بالألمانية)، المجلد 69، العدد 12، الصفحات 1261-1268 ، رمز Bibcode : 1956PPSB...69.1261P ، doi : 10.1088/0370-1301/69/12/309

[56] تسورومي، تاكاكي؛ شونو، موتوهيرو؛ كاكيموتو، هيروفومي؛ وادا، ساتوشي؛ سايتو، كينجي؛ تشازونو، هيروكازو (2008). "آلية شيخوخة السعة في ظل مجال انحياز التيار المستمر في X7R-MLCCS". مجلة الكهرباء والسيراميك . 21 ( 1 – 4): 17 – 21. دوى : 10.1007 / s10832-007-9071-0 . S2CID 110489189 .

[57] كريستوفر إنجلاند، عوازل جوهانسون، تبسيط عملية تقادم المكثفات الخزفية ( مؤرشف بتاريخ 26-12-2012 في أرشيف الإنترنت)

[58] كين كونديرت : نمذجة امتصاص العازل في المكثفات

[59] ساتوشي إيشيتوبي. "موراتا يعالج مشكلة الصرير في الأجهزة المحمولة وأجهزة الصوت والفيديو" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 27-06-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 05-08-2013 .

[Kemet-200702-60] 1 2 3 "مكثفات لتقليل الضوضاء الميكروفونية وانبعاث الصوت" (ملف PDF) . KEMET . فبراير 2007. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2 أبريل 2019.

[61] "هل تخضع مكثفات السيراميك العسكرية لديكم للتأثير الكهروإجهادي؟" . كيميت . 27 يوليو 2004. مؤرشف من الأصل في 19 يونيو 2012.

[62] "أسئلة وأجوبة حول المكثفات المغنية (التأثير الكهروإجهادي)" (ملف PDF) . TDK. ديسمبر 2006. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2 أبريل 2019.

[63] "الضوضاء الكهروإجهادية: رنين مكثفات السيراميك متعددة الطبقات - غناء" (ملف PDF) . شركة NIC Components. مايو 2015. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية في 2 أبريل 2019.

[64] الصفحة الرئيسية للجنة الكهروتقنية الدولية

[65] متجر IEC الإلكتروني

[66] معايير IEC/EN/DIN، Beuth-Verlag

[67] تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة – السيراميك متعدد الطبقات أو التنتالوم

[68] شركة جوهانسون للمواد العازلة، "حلول السيراميك المتقدمة"، بديل التنتالوم ( ملف PDF)

[69] شركة تكساس إنسترومنتس، المكثفات الخزفية تحل محل مكثفات التنتالوم في منظمات الجهد المنخفض، تقرير التطبيق SLVA214A - أغسطس 2005 - مُراجع في أكتوبر 2006 (ملف PDF)

[70] روترونيك، دليل استبدال مكثف التنتالوم بمكثف متعدد الطبقات (MLCC) - ملف PDF مؤرشف بتاريخ 10 يوليو 2015 على موقع Wayback Machine

[71] كيميت، كيف أختار بين مكثفات البوليمر والألومنيوم والسيراميك والتنتالوم؟ "كيميت للإلكترونيات - كيف أختار بين مكثفات البوليمر والألومنيوم والسيراميك والتنتالوم؟" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-12-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-12-2012 .

[ 1 ]

[ ٢ ]

[ ٣ ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ].

[

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[ 66 ]

[

[

[

[

[

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗