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平板形电容器的极板尺寸

文章出处:东莞市瓷谷电子科技有限公司 发表时间:2019.09.06

      平板形结构是电容器的一种最简单而又运用最普遍的形式。在诸如片状瓷介电容器、云母电容器、玻璃釉电容器、独石电容器之类的无机介质电容器中广泛应用;在有机介质电容器和电解电容器中也作为迭片式新结构而被推荐使用;在厚薄膜混合集成电路中也采用平板结构的电容器。

      平板形电容器芯分为单片型和迭片型两种。设单片平板电容器的每块极板的面积为S、极板间距为d、电容器介质的介电常数为ε,则有C= Q/U=EoES/d,以εo= 1/4πx9x10"=8.85x 10-14F/cm(即真空介电常数)代人可得
   
      式中S和d的单位分别为cnm2 和cm时,算得的容量单位为F。式(3.17)只是在两极板间电场均匀分布条件下成立,即极板面积与介质厚度之比值(S/d)接近于无限大时才正确。者S/d不是很大时,极板边缘的异常电场分布会使实际电容量比式(3.17)的计算结果略大。在实际电容器中,极板面积远大于厚度;还由于制造工艺的非完全一致性,引起的容量偏差远大于极板边缘效应的影响,因此极板边缘对电容量计算值造成的天差可予忽略。

      单片电容器主要有圆形和矩形两种结构(如图)。其中图(a)为圆形电容器芯子;图(b)为矩形电容器芯子。

      对于圆形极板的电容器芯,所需要的极板面积,可根据要求的电容量,用下式求得:

      式中C以pF计,d、S、E分别为介质的厚度(cm)、极  (a)  (b)板面积(cm2)和介质的介电常数。圆形极板的直径(单位为cm)为

  对于矩形极板电容器芯,所需要的极板面积或极板的长(l)、宽(b)可用下式求得:

  式中C以pF计,d、b、l以cm计,对于方形极板a=「S;对于长、宽尺寸不等的情况,可根据对的电容器芯尺寸要求,先给定一个尺寸再求另一个尺寸。

      为了得到大容量的平板结构器芯子,可按一定方式将单片芯构成并联的迭片芯子。通常采用的有单面金属化极板、双面金属化极板和金属箔极板的矩形

      迭层结构、分别如图(a)、(b)、(c)所示;图(d)为圆形迭片芯结构。金属化极板是利用烧渗、蒸发、  (a)  (b)溅射等工艺在介质表面上形成金属极板层;金属箔极板则是用金属箔层与介质密切接触的极板层。

      对于迭片型结构的电容器,不论是矩形还是圆形,原则上依式(3.19)或式(3.20)计算出电容器极板面积(S)之后,再计算出每一单片极板的有效面积(矩形为S'=l' xb';圆形为S' =πD2/4-4ae/3),则迭片数N可由式(3.21)求得。若采用单面极板时
      N'=N)+1。
      N= S/S'

      若求得的N不是整数时,则可取四舍五人法所得的迭片数,并为原设计的l'、b'或D、a、e、作适当修正。迭层数多时不必作此修正。

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