コンデンサ

セラミックコンデンサの種類と用途について

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この記事ではセラミックコンデンサの種類について説明します。
セラミックコンデンサは誘電体に使用するセラミックの種類と構造(単板or積層)によって分類することができます。

セラミックによる分類

セラミックコンデンサの種類と分類02

セラミックコンデンサは誘電体に使用するセラミックの種類によって、低誘電率系(種類1、Class I)高誘電率系(種類2、Class II)半導体系(種類3、Class III)に分類されます。回路上では低誘電率系と高誘電率系を主に用います。

低誘電率系は小容量だが、温度による容量変化が小さいという特徴があります。一方、高誘電率系は大容量だが、温度による容量変化が大きいという特徴があります。そのため、大容量が必要な箇所には必然的に高誘電率系のセラミックコンデンサを使用することになります。

これから各種類について詳しく説明します。

低誘電率系(種類1、Class I)

TiO2(酸化チタン)などを使用したセラミックコンデンサ。低誘電率系は小容量だが、温度による容量変化が小さいという特徴があります。しかし、高誘電率系より形状が大きく、大容量化に向きません。

低誘電率系のセラミックコンデンサは、インダクタ(コイル)とコンデンサの共振現象を利用した高周波回路フィルタ回路などに用いられます。インダクタは温度が上がるとインダクタンスが増加する性質があります。そのため、コンデンサには負の温度特性(温度が上がると、静電容量が減少する)を持たせて、インダクタの温度による変化を補う使い方をする場合があります。そのため、低誘電率系のセラミックコンデンサは温度補償用コンデンサとも呼ばれています。

特徴まとめ

  • 大容量が得られない。
  • 温度による容量変化が小さい。
  • 温度補償用コンデンサともいう。

その他の名称

  • I型セラミックコンデンサ

用途

  • 高周波回路

高誘電率系(種類2、Class II)

BiTiO3(チタン酸バリウム)やPbO(酸化鉛)などを誘電率の高い材料を使用したセラミックコンデンサ。低誘電率系と比較すると、静電容量が大きいため、平滑回路デカップリング回路などに用いられます。しかし、高誘電率系のセラミックコンデンサは温度の変化によって静電容量が大きく変化します。

特徴まとめ

  • 誘電率が高いため、大容量が得られる。
  • 温度による容量変化が大きい。

その他の名称

  • II型セラミックコンデンサ

用途

  • 電源の平滑回路
  • カップリング回路
  • デカップリング回路

半導体系(種類3、Class III)

SrTiO3(チタン酸ストロンチウム)などの半導体セラミックを使用したセラミックコンデンサ。

特徴まとめ

  • 小型・大容量・高い絶縁抵抗

その他の名称

  • III型セラミックコンデンサ

構造による分類

セラミックコンデンサには単板型・積層型があります。単板型はリード線タイプしかありませんが、積層型はリード線タイプ(ラジアル)と表面実装型(SMD)があります。セラミックコンデンサは元々は高耐圧/低容量の単板型(単板セラミックコンデンサ)でしたが、薄膜積層構造により小型大容量化となった積層型(積層セラミックコンデンサ)が出現しました。

また、単板型は温度特性が悪い(温度によって静電容量の変化が大きい)特徴がありましたが、これを克服した低誘電率系セラミックコンデンサの出現によって、使用範囲が広くなりました。その結果、セラミックコンデンサはコンデンサの中で最も使用されるコンデンサとなりました。

単板型の特徴

茶色の円板形の外観です。一般用のものには絶縁・耐湿用としてワックスが付けられています。はんだ付けの時にワックスは溶けますが、冷えると元に戻ります。周波数特性が良いため、高周波用途(ラジオやテレビなど)で使用されます。

積層型の特徴

青色の四角の平らな外観です。ICや電源のバスコンに使用されます。

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