本文轉(zhuǎn)載自： Knowles樓氏電容微信公眾號

電容器是電路設(shè)計中必不可少的無源元件。如今，市面上可供選擇的電容器規(guī)格非常多，因此，要確定哪種電容器最適合您的應(yīng)用并不是一件容易的事。在電路設(shè)計初期，工程師們就需要決定是選用單層電容器(SLC）還是多層陶瓷電容器（MLCC）來滿足應(yīng)用需求。

總的來說，兩者似乎有類似的功用，因為無論是SLC還是MLCC，它們都可作電路中的充儲電、濾波或旁路之用。要確定哪一種最貼合您的需求，我們不妨從它們各自的基本結(jié)構(gòu)入手進行探討。SLC是最基本的電容器類型，它的正負(fù)電極間僅僅只有一層電介質(zhì)材料或絕緣層。

MLCC基于SLC設(shè)計的基本原理，在單一電容器的電介質(zhì)中分層嵌入多層電極，由此獲取的MLCC的容值相當(dāng)于多個SLC并聯(lián)使用的電容量。盡管從厚度上看，MLCC比SLC要略厚，但它卻能以更小的體積實現(xiàn)更大的容值——這正是當(dāng)前對電容器的尺寸、重量和功率（SWaP）比較注重的射頻、微波類應(yīng)用需要考量的關(guān)鍵因素。圖1展示了SLC與MLCC的基本結(jié)構(gòu)。

圖1. 左邊圖示為SLC的構(gòu)造，右邊圖示為MLCC堆疊的層級。

1. SLC較為適合的應(yīng)用場景

SLC是專門為微波和射頻應(yīng)用而設(shè)計的。這是因為SLC固有的自諧振頻率(SRF，即電容器會表現(xiàn)出最小阻抗的點)是分立塊狀定值電容器中最高的。

值得注意的是，一般來說ESR (即與電容器串聯(lián)的內(nèi)部電阻) 隨頻率而變化，所以使用低ESR的電容器是十分必要的。此外，由于SLC是單片集成形式，其包含的機械元件數(shù)量有限，這也有助于降低ESR值。

然而，SLC有一個潛在的缺點——由于它只是單層結(jié)構(gòu)，容值在很大程度上取決于所使用的電介質(zhì)的介電常數(shù)，這在一定程度上局限了所能獲取的最大容值。因此，SLC主要適用于高頻率、低容值的應(yīng)用。樓氏電容（KPD）是為LC濾波器市場提供定制高值平行板電容器的領(lǐng)導(dǎo)者。

2. MLCC較為適合的應(yīng)用場景

一般來說，MLCC的容值范圍比SLC高得多，因此可適用于各種場合。MLCC由多層電介質(zhì)和電極組成，除了更高的容值外，還能承受更高的工作電壓——樓氏電容（KPD）制造的MLCC目前最高耐壓可達(dá)12kV。然而，由于使用了多層電極和電介質(zhì)，MLCC的ESR值通常比SLC高得多。因此，MLCC（含高Q值、超低損耗的一級電介質(zhì)MLCC），只能處理30GHz以下的頻率，而SLC可以處理高達(dá)100GHz的頻率。

在射頻和微波應(yīng)用中，如果對容值和電壓同時具有較高的要求，那么MLCC是比較合適的選擇；在除射頻微波應(yīng)用之外的其他應(yīng)用中，MLCC，尤其是樓氏電容（KPD）制造的具有創(chuàng)新設(shè)計的MLCC，是醫(yī)療植入、汽車電子及高可靠性爆破等嚴(yán)苛性應(yīng)用的理想之選。

綜上所述，由于SLC和MLCC在耐壓、頻率、容值等參數(shù)方面各有千秋，因此在應(yīng)用中是不可互換的。簡而言之，SLC非常適用于高頻、低壓的射頻微波應(yīng)用，而MLCC可以在更有限的頻率范圍內(nèi)適用于各種類型的高壓高容應(yīng)用。

審核編輯 黃宇