您好,欢迎访问一九零五行业门户网

如何测量随偏压变化的MLCC

设计人员往往忽略高容量、多层陶瓷(mlcc)随其直流电压变化的特性。所有高介电常数或ii类电容(b/x5r r/x7r和f/y5v特性)都存在这种现象。然而,不同类型的mlcc变化量区别很大。mark fortunato曾经写过一篇关于该主题的文章,给出的结论是:您应该核对电容的数据资料,确认电容值随偏压的变化。但如果数据资料中未提供这一信息又该如何呢?您如何确定电容在具体应用条件下变小了多少?
对电容与偏压关系进行特征分析的理论
图1所示为一种测量直流偏压特性的电路。该电路的核心是运算放大器u1(max4130)。运放作为比较器使用,反馈r2和r3增加滞回。d1将偏置设置在高于gnd,所以不需要负电压。c1和r1从反馈网络连接至输入负端,使电路作为rc振荡器工作。电容c1为被测对象(dut),作为rc振荡器中的c;电位计r1为rc振荡器中的r。
图1:对电容与偏压关系进行特征分析的电路
运放输出引脚的电压波形vy以及r、c之间连接点的电压vx如图2所示。当运放输出为5v时,通过r1对c1进行充电,直到电压达到上限,强制输出为0v;此时,电容放电,直到vx达到下限,从而强制输出恢复为5v。该过程反复发生,形成稳定振荡。
图2. vx和vy的振荡电压
振荡周期取决于r、c,以及上门限vup和下门限vlo:
由于5v、vup和vlo固定不变,所以t1、t2与rc成比例(通常称为rc时间常数)。比较器门限是vy、r2、r3及d1正向偏压(vsub>diode)的函数:
式中,vup为vy= 5v时的门限,vlo为vy = 0v时的门限。给定参数后,这些门限的结果大约为:vlo为0.55v,vup为1.00v。
q1和q2周围的电路将周期时间转换为比例电压。工作原理如下。mosfet q1由u1的输出控制。t1期间,q1导通,将c3电压箝位至gnd;t2期间,q1关断,允许恒定电流源(q2、r5、r6和r7)对c3进行线性充电。随着t2增大,c3电压升高。图3所示为三个周期的c3电压。
图3:t1期间,c3箝位至gnd;t2期间,对其进行线性充电
c3电压(vc3)平均值等于:
由于i、c3、α和β均为常数,所以c3的平均电压与t2成比例,因此也与c1成比例。
低通滤波器r8/c4对信号进行滤波,低失调运放u2 (max9620)对输出进行缓冲,所以,允许使用任何电压表进行测量。测量之前,该电路需要进行简单校准。首先将dut安装到电路,将vbias设定为0.78v (vlo和vup的平均值),所以dut上的实际平均(dc)电压为0v。调节电位计r1时,输出电压随之变化。调节r1,直到输出电压读数为1.00v。在这种条件下,c3的峰值电压为大约2.35v。可更改偏置电压,输出电压将显示电容值的变化百分比。例如,如果输出电压为0.80v,在特定偏置电压下的电容值将为偏置为0v时的80%。
实验室测试验证
其它类似信息

推荐信息