C0G және NP0 конденсаторлары: Мағынасы, сипаттамалары және қолданылуы

C0G 1-сыныптағы керамикалық диэлектриктің EIA атауы, ал NP0 сәйкес MIL термині болып табылады. Екеуі де, әдетте, 0 ±30 ppm/°C номиналды температуралық коэффициентті көрсетеді, бірақ кейбір өндірушілер NP0-ді кеңейтілген жұмыс температура диапазоны үшін пайдаланады. C0G/NP0 конденсаторлары жоғары сыйымдылық тұрақтылығы, төмен диэлектрлік жоғалту және болжамды жиілік өнімділігі талап етілген жерлерде кеңінен қолданылады. Бұл мақалаларда олардың температуралық және кернеу мінез-құлқы, қартаюы, ESR, Q факторы, импеданс, өзіндік резонанстық жиілік, 2-сыныптағы керамикалармен салыстыруы және RF пен дәлдік схемалары үшін таңдалуы түсіндіріледі.

Каталог

Сурет 1. C0G/NP0 MLCC құрылымы және диэлектрлік қасиеттері

C0G/NP0 диэлектриктің жіктелуі және материалдық сипаттамалары

C0G/NP0 1-сыныптағы керамикалық диэлектрик категориясына жатады, ол төмен жоғалтулар мен жоғары тұрақты сыйымдылық үшінDesigned. MLCC-да жұқа керамикалық диэлектрлік қабаттар ішкі металл электродтармен ауысып, бір ықшам компонент ішінде көп конденсатор қабаттарын қалыптастырады.

C0G материалдары 2-сыныптағы конденсаторларда қолданылатын жоғары-k материалдарына қарағанда төмен относительный диэлектрлік тұрақтылыққа ие. Murata кальций циркоратын 1-сыныптағы өкілдік материал ретінде анықтаса, барий титантаты 2-сыныптағы типтерде, мысалы, X5R және X7R-де кеңінен қолданылады. Осы төмен диэлектрлік тұрақтылық себебінен, C0G/NP0 әдетте, сондай көлемдегі пакеттің сыйымдылығын аз қамтамасыз етеді, бірақ электрлік тұрақтылығы әлдеқайда жақсы. Формуляциялар өндірушіге байланысты өзгереді. Мысалы, KYOCERA AVX кейбір C0G/NP0 материалдарында неодим, самарий және басқа сирек жер оксидтерін де пайдаланады.

C0G/NP0 диэлектриктері параэлектрлік мінез-құлық көрсетеді, ал көптеген 2-сыныптағы керамикаларда ферроэлектрлік мінез-құлық бар. Бұл сыйымдылықты температураға, қолданылған DC кернеуіне және уақытқа әлдеқайда аз сезімтал етеді.

C0G және NP0 атаулары мен температуралық коэффициент кодталуы

Сурет 2. C0G/NP0 атаулары және TDK бөлшек нөмірінің кодталуы

C0G және NP0 тығыз байланысқан 1-сыныптағы температураны өтемдейтін атаулар. C0G дәстүрлі MIL NP0 сипаттамасының EIA эквиваленті, бірақ жеке өндірушілер нақты жұмыс температура диапазондары үшін атауларды әр түрлі пайдалана алады, 0 ±30 ppm/°C номиналды температуралық коэффициенті бар. C0G кеңінен қолданылатын EIA атауы, ал NP0 — өндірушілер каталогтарында және деректер парақтарында әлі де кездесетін ескі өнеркәсіп термині.

C0G және NP0 әдетте өндіруші бөлшек нөмірлерінде, каталогтарда және деректер парақтарында пайда болады, конденсатор денесіне белгілер ретінде емес. Көптеген шағын керамикалық конденсаторларда дене белгілеулері жоқ, сондықтан олардың диэлектрлік типі көбінесе көрінісі бойынша анықталмайды. Егер сіз белгісіз конденсатормен жұмыс істесеңіз, біздің арнайы белгісіз MLCC-ларды анықтау нұсқаулығымызды қараңыз, онда түсіндірмелер тексеру таңбасы, BOM, схемалық диаграмма, PCB сілтемелік дизайнері, өндіруші бөлшек нөмірі және электрлік өлшеулерді қолдану арқылы оның идентификациясын нақтылауға қалай болатыны баяндалған.

Белгілеу	Мағына	Температура коэффициенті	Әдеттегі пайдалану
C0G	EIA II класы коды	0 ±30 ppm/°C	Ағымдағы деректер парақтары мен бөлшек нөмірлер жүйесі
NP0	Ескі эквиваленттік белгілеу	0 ±30 ppm/°C	Тарихи терминология және қазіргі каталогтар
C0G/NP0	Біріккен өндіруші белгілеуі	0 ±30 ppm/°C	Терминдердің эквивалентті деп есептелетінін көрсетеді

C0G үш таңбалы коды температура коэффициенті қасиетін және допускты анықтайды. Оның нәтижесінде алынған спецификация нөлде орталықтанған, яғни температура өзгергенде сыйымдылық тек аздап өзгеретіні білдіреді. NP0 әдетте теріс-позитивтік-нөл ретінде түсіндірілуде, бұл жоғары нөлдік температура мінез-құлқын сипаттайды.

Өндірушілер көбінесе C0G/NP0 немесе C0G (NP0) деп жазады, бұл екі атау жүйесін байланыстырады. Алайда, диэлектрлік код әрбір жұмыс шегін анықтамайды. Нормаланған температура ауқымы, сыйымдылық допусі, кернеу бағасы және басқа спецификациялар бөлшекке байланысты болады, сондықтан нақты өндірушінің деректер парағын әрқашан тексеру керек.

Температура коэффициенті, сыйымдылық өзгеруі және термиялық тұрақтылық

C0G/NP0 конденсаторларының номиналды температура коэффициенті 0 ppm/°C және ±30 ppm/°C допусымен. Бұл ±0.003% дан коэффициент шегі шегіне сәйкес келеді, бірақ нақты кепілдендірілген температура мінез-құлқы конкретті конденсаторға, температура ауқымына және оның деректер парағында көрсетілген сілтеме жағдайларына байланысты.

Параметр	C0G/NP0 сипаттамалары
Температура коэффициенті	0 ±30 ppm/°C
Эквиваленттік коэффициент °C/ бойынша	±0.003%/°C дейін ±30 ppm/°C шегінде
100°C температура айырмасын есептеу үшін оңайлатылған	±0.3% тікелей ±30 ppm/°C-дан есептелгенде
Көпшілікке арналған C0G жұмыс температура диапазоны	−55°C ден +125°C-ге, бөлшекке байланысты
Термиялық тұрақтылық	Өте жоғары

Мысалы, ±30 ppm/°C шегін пайдаланып, көрсетілген сілтеме температурадан 100°C айырмасын болжау кезінде, оңайлатылған есептеу:

30 ppm/°C × 100°C = 3,000 ppm = 0.3%

Бұл оңайлатылған есептеу бойынша, 1,000 pF конденсатор ±3 pF шамасында өзгеру болады. Алайда, ±0.3% барлық C0G/NP0 конденсаторлары немесе әр 100°C интервал үшін универсалды кепілдендірілген сыйымдылық өзгерісіне саналмауы керек. Өндіруші спецификациялары температура коэффициентін, сыйымдылық өзгерісін, сілтеме температурасын және сынақ температура диапазонын әр түрлі анықтау мүмкін.

KYOCERA AVX және TDK C0G/NP0 температура сипаттамаларын өздерінің спецификалық конденсатор отбастары үшін жариялайды, бірақ кепілдендірілген шектер мен сілтеме шарттары дәл бөлшек нөмірі үшін деректер парағынан алынуы керек. Әрқашан сол деректер парағын нақты температура диапазоны, сілтеме температурасы, сынақ әдісі мен кепілдендірілген сыйымдылық шектері үшін тексеріңіз.

ТК Биаттары, АС Кернеуі және Сыйымдылық Тұрақтылығы

Сурет 3. C0G/NP0 vs X5R/X7R Кернеу Тәуелділігі

C0G/NP0 конденсаторлары қолданылатын ТК кернеу астында өте тұрақты сыйымдылықты сақтайды. Олардың II класты параэлектрлік диэлектригі жоғары-к электр өрісіне сезімтал поляризацияға тәуелді емес. Сондықтан, DC электр өрісі артқан кезде диэлектрлік тұрақты аздап өзгереді, сондықтан тиімді сыйымдылық нақты жұмыс диапазонында номинал мөлшеріне жақын болады.

Кернеу мінез-құлқы	C0G/NP0	X5R/X7R
DC-биас сыйымдылық жоғалту	Өте аз	Едәуір болуы мүмкін
AC-кернеу тәуелділігі	Төмен	Көрнектірек
Диэлектрлік мінез-құлығы	Параэлектрлік	Ферроэлектрлік
Кернеу коэффициенті	Өте төмен	Жоғары және бөлшекке тәуелді
Эффективті сыйымдылық тұрақтылығы	Жоғары	Кернеу тәуелділігі

II класындағы конденсаторлар, мысалы X5R және X7R, әдетте барий-титанат негізіндегі ферроэлектрикалық материалдарды пайдаланады. Тұрақты токтың (DC) қысымының артуымен олардың поляризациялық жауабы өзгереді, диэлектрлік тұрақтылықты төмендетіп, нәтижесінде тиімді сыйымдылықты азайтады. Жоғалту мөлшері қолданылатын кернеуге, номиналды кернеуге, сыйымдылыққа, пакет өлшеміне және диэлектрлік формулаға байланысты, сондықтан бірдей номиналды мәні бар екі X7R конденсаторы әртүрлі жұмыс істей алады.

C0G/NP0 сонымен бірге AC өлшеу кернеуіне салыстырмалы түрде төмен сезімталдыққа ие, бұл сыйымдылықты өлшеуді қайталауды жеңілдетеді. Дегенмен, өлшеу жиілігі мен AC тест деңгейі әлі де өндірушінің спецификацияланған шарттарын сақтауы қажет. Сыйымдылық тұрақтылығын кернеуді көтеру қабілетімен шатастыруға болмайды. Егер сыйымдылық қысыммен өте аз өзгерсе де, конденсатордың номиналды кернеуі және қажет болған жағдайда айналымды төмендету сақталуы керек.

Ескеру, Диэлектрлік Жоғалту, ESR, Q Факторы және Тарату Факторы

C0G/NP0 диэлектриктері дәстүрлі диэлектрлік ескір­у белгілерін көрсетпейді, бұл конденсаторлардың ұзақ уақыт бойы тұрақты электрлік қасиеттерін сақтауға мүмкіндік береді. Дәстүрлі диэлектрлік ескірудің болмауы MLCC-ның басқа себептермен сәтсіздікке ұшырамайтындығын білдірмейді. Механикалық жарықшақ, иілгіш зақым, термиялық қысым, электрлік артық қысым және оқшаулағыштың бұзылуы сенімділікке әсер етуі мүмкін. Осы себептер туралы кеңірек талқылау үшін біздің MLCC сәтсіздік режимдері жөніндегі нұсқаулығымызды қараңыз.

Параметр	Оны не сипаттайды	Неге бұл маңызды
Есеп	Сыйымдылықтың уақыт бойы өзгеруі	Ұзақ мерзімді схема дәлдігін сақтауға көмектеседі
Диэлектрлік жоғалту	AC операциясы кезінде диэлектрикте жоғалған энергия	Төмен жоғалту тиімділікті және сигнал тұрақтылығын жақсартады
Тарату факторы (DF)	Конденсатордың AC жоғалтуларын білдіретін коэффициент	Төмен DF ішкі жоғалтудың төмендігін көрсетеді
Q факторы	Жиналған энергиямен жоғалтылған энергияның қатынасы	Жоғары Q айқын және тұрақты резонансты қолдайды
ESR	AC жоғалтуына үлес қосатын тиімді сериялы кедергі	Төмен ESR жоғалтуды азайтады және резонанс жанындағы импедансты affects етеді
Жиілікке тәуелділік	ESR, Q және жиілікпен импеданстың өзгеруі	Жоғары жиілікті қолайлығын анықтайды

Ұзын синусойдалы сынақ жағдайларында, тарату факторы DF = tan δ ретінде өрнектеледі, ал Q оның кері мәні: Q = 1/DF. Сериялы эквивалентті конденсатор моделінде SRF-тан төмен капацитивті аймақта жұмыс істейтін Q |X₍C₎|/ESR ретінде де көрсетілуі мүмкін.

Импеданс, ESL және C0G/NP0 MLCC-ның Өзін-өзі Резонанстық Жиілігі

Сурет 4. C0G/NP0 MLCC Импедансы мен Өзін-өзі Резонансы

C0G/NP0 MLCC идеал конденсатор емес. Оның жоғары жиілік мінез-құлқы сыйымдылыққа (C), эквивалентті сериялы кедергіге (ESR) және эквивалентті сериялы индуктивтікке (ESL) байланысты. Төмен жиіліктерде, сыйымдылық басым келеді және жиілік артқан сайын импеданс төмендейді. Жиілік одан әрі артқан кезде, паразиттік индуктивтік маңызды бола бастайды.

Фактор	Жиілік мінез-құлқына әсері
Сыйымдылық	Жоғары сыйымдылық жалпы түрде конденсаторлық импедансты төмендетеді
ESR	Жоғалту мен резонанс жанында минималды импедансқа қатты үлес қосады
ESL	Жоғары жиіліктерде импедансты арттырады
Пакет/электрод геометриясы	Паразиттік индуктивтілікке және сондықтан SRF-қа әсер етеді
Жиілік	Мінез-құлықтың конденсаторлық, резонанстық немесе индуктивтік екенін анықтайды

Конденсаторлық реактивтілік пен индуктивтік реактивтіліктің теңесетін нүктесі өзін-өзі резонанстық жиілік (SRF) болып табылады. SRF-те импеданс минималды деңгейге жетеді және негізінен ESR-мен шектеледі. SRF-тан жоғары ESL басымдылық танытады және MLCC конденсатордан гөрі индуктивтік ретінде әрекет етеді.

SRF сыйымдылық пен паразиттік индуктивтілікке байланысты, шамамен fSR = 1 ÷ (2π√LC) формуласын орындайды. Төмен ESL әдетте SRF-ті жоғарыға жылжытады. Пакет өлшемі, терминал геометриясы, ішкі электрод құрылымы, және PCB монтажы мен өзара байланыс индуктивтілігі тізбектегі резонанс пен импедансты өзгерте алады, сондықтан өндірушінің SRF деректері PCB-ның нақты сұлбасымен бірге бағалануы тиіс. Паразиттік индуктивтілікті азайту басты жобалау мақсаты болса, пакет стилі, терминал геометриясы, монтаж сұлбасы және жоғары жиілікті конденсаторды таңдау жөніндегі нұсқаулық үшін біздің low-ESL MLCC таңдау бойынша нұсқаулығымызды қараңыз.

C0G/NP0-дің төмен диэлектриктік жоғалтуы мен жоғары Q коэффициенті оны RF және резонанстық тізбектерде пайдалы етеді, бірақ нақты бөлшек пен жұмыс жиілігі үшін ESR, ESL, импеданс және SRF тексерілуі қажет.

C0G/NP0 мен X7R және X5R электр өнімділігі

C0G/NP0, X7R және X5R әртүрлі приоритеттер үшін әзірленген керамикалық диэлектриктер. C0G/NP0 тұрақтылық пен төмен жоғалтуды баса айтады, ал X7R мен X5R берілген пакет өлшемінде әлдеқайда жоғары сыйымдылықты қамтамасыз ету үшін жоғары өткізгіштікке ие II класс материалдарды пайдаланады.

Характеристика	C0G/NP0	X7R	X5R
Диэлектриктік класс	I класс	II класс	II класс
Температуралық сипаттама	0 ±30 ppm/°C	±15%, −55°C-тен +125°C-ке дейін	±15%, −55°C-тен +85°C-ке дейін
DC-баптау барысында сыйымдылық жоғалту	Өте кішкентай	Бөлшекке байланысты, үлкен болуы мүмкін	Бөлшекке байланысты, үлкен болуы мүмкін
Қартаю	Есепке алынбайды	Логарифмдік қартайу	Логарифмдік қартайу
Сыйымдылық тығыздығы	Төмен	Жоғары	Жоғары
Диэлектриктік жоғалту	Төмен	Жоғары	Жоғары
Q коэффициенті	Әдетте жоғары	Төмен	Төмен

Негізгі сауда - сыйымдылық тығыздығы мен электр тұрақтылығы. X5R мен X7R кішкене пакетте µF диапазонында сыйымдылықты қамтамасыз ете алады, бірақ олардың тиімді сыйымдылығы DC баптауға, температураға және қартайуға көбірек байланысты. C0G/NP0 әлдеқайда болжамды сыйымдылықты және төмен диэлектриктік жоғалтуды қамтамасыз етеді.

Жоғары жиілікте өнімділік сондай-ақ сыйымдылыққа, ESR, ESL, пакет өлшеміне, электрод геометриясына, және өз-өзіне резонанстық жиілікке байланысты. C0G/NP0 сондықтан RF және резонанстық тізбектерге өте ыңғайлы, ал X5R мен X7R жоғары көлемді немесе декуплирующий сыйымдылық қажет болғанда жиі таңдалады.

RF, резонанстық, тайминг, және дәл тізбектер үшін C0G/NP0 конденсаторларын таңдау

Сурет 5. C0G/NP0 Қолданулар және жиілік мінез-құлқы

C0G/NP0 конденсаторын таңдау тек номиналды сыйымдылықты таңдаумен шектелмейді. Тайминг және дәлдік тізбектері үшін сыйымдылық толерансы мен температура тұрақтылығы маңызды факторлар болып табылады, өйткені кішкентай мәндердің өзгерісі таймингті, фильтр жауаптарын немесе генератор жиілігін өзгертуі мүмкін. RF және резонанстық тізбектер үшін Q коэффициенті, ESR, импеданс, және өз-өзіне резонанстық жиілік (SRF) бірдей маңызды болады.

Тандау параметрі	Не тексеру керек
Сыйымдылық	Тұрақты тізбек мәні
Толеранттық	Тізбектің талап етілетін дәлдігі
Кернеу рейтингі	Максималды жұмыс кернеуі мен сәйкес маржа
Q / ESR	Әлсіз жағдайда жоғалту
SRF	Жұмыс жиілігіне қатысты орны
Пакет өлшемі	PCB орны және паразиттік индуктивтілік
Жиілік диапазоны	Өндіруші импеданс және Q деректері
AC және шың кернеуі	Деректер парағында дәл DC, RMS, шың, уақытша, және жиілікке байланысты кернеу шектерін тексеріңіз.
Орнатылған импеданс	Конденсаторды, подтарды, сұлбаларды, өтпелерді және ток қайтып оралу жолын қарастырыңыз, тек компонент ESL-ін бағалаудан гөрі.

Пакет өлшемі PCB кеңістігіне ғана емес, сонымен қатар басқа факторларға да әсер етеді. Әртүрлі MLCC корпус өлшемдері әртүрлі паразиттік индуктивтілікке, қолжетімді сыйымдылыққа, кернеу рейтингтеріне және монтаж талаптарына ие болуы мүмкін, сондықтан пакет тізбектің электр талаптарымен бірге таңдалуы тиіс. Номиналды өлшемдер мен жалпы EIA және метрлік пакет кодтары үшін біздің MLCC өлшемдер кестемізді 01005-тен 2220-ға дейінгі өлшемдерді қамтитын қараңыз.

Сондықтан соңғы таңдау дәл бөлшектің жиілік сипаттамаларына негізделуі тиіс, тек C0G/NP0 классификациясына ғана емес. Пакет геометриясы, электрод құрылымы, сыйымдылық мәні және монтаж жоғары жиілікті өнімділікке әсер етуі мүмкін.

Шешімнің қысқаша мазмұны: Цикл төмен жоғалту, жоғары Q және температура, кернеу немесе жиілік өзгерістерінде тұрақты сыйымдылық қажет болғанда C0G/NP0 таңдаңыз. Негізгі талаптар шағын пакетте сыйымдылықтың тығыздығы айтарлықтай жоғары болғанда, температура, DC қарсыласу және басқа эксплуатациялық жағдайлармен сыйымдылық вариациясына мүмкіндік бере отырып, X7R немесе X5R таңдаңыз.

Сілтемелер

[1] Murata Manufacturing Co., Ltd., “Сізде қандай керамикалық конденсаторлар бар?" Конденсаторлар FAQ. I класс және II класс материалдары, кальций цирконасы, барий титаны, DC-қарсыласу сипаттамалары, қартаю, сыйымдылық тығыздығы және қолданбалар туралы қамтиды. 2026 жылғы 12 тамызда қаралды.

[2] TDK Corporation, “MLCC (Көпқабатты керамикалық чип конденсаторлар) үшін қай температуралық сипаттамалар жиі сілтеме жасалады?" TDK Өнім Орталығы FAQ. C0G, NP0, X5R және X7R коды, соның ішінде C0G −55°C-тан +125°C-қа және TDK NP0 −55°C-тан +150°C-қа, екеуі де ±30 ppm/°C кезінде қамтиды. 2026 жылғы 12 тамызда қаралды.

[3] KYOCERA AVX Components Corporation, “C0G (NP0) диэлектрик.” EIA I класс классификациясы, неодим, самарий және басқа сирек жер оксидтері, 0 ±30 ppm/°C температуралық сипаттамасы, елеусіз сыйымдылық ауытқуы және қартаю мінез-құлқы туралы қамтиды. 2026 жылғы 12 тамызда қаралды.

[4] Murata Manufacturing Co., Ltd., “Керамикалық конденсаторлардың температуралық сипаттамалары қандай?" Конденсаторлар Нұсқаулығы, 2012 жылғы 15 қазан. Кальций-цирконат негізіндегі температура-компенсациялайтын диэлектриктер мен температура коэффициентінің мінез-құлқы туралы қамтиды. 2026 жылғы 12 тамызда қаралды.

[5] Murata Manufacturing Co., Ltd., “Электр статикалық сыйымдылықтың кернеу сипаттамалары." Конденсаторлар Нұсқаулығы, 2012 жылғы 28 қараша. Параэлектрикалық C0G материалдары, фероэлектрикалық барий-титанды II класс материалдары, DC-қарсыласу әсерлері және AC-кернеуі сипаттамалары туралы қамтиды. 2026 жылғы 12 тамызда қаралды.

[6] Murata Manufacturing Co., Ltd., “Конденсаторларда импеданс/ESR жиілік сипаттамалары қандай?" Конденсаторлар Нұсқаулығы, 2013 жылғы 14 ақпан. Сыйымдылық, ESR, ESL, импеданс, өзін-өзінен тербеліс жиілігі және сыйымдылыққа-индуктивті мінез-құлық туралы қамтиды. 2026 жылғы 12 тамызда қаралды.

[7] Murata Manufacturing Co., Ltd., “GJM Сериясы." Көпқабатты керамикалық конденсаторлар өнімдер тізімі. VHF, UHF, микротолқын, тербелмелі, реттеу, импеданс сәйкестендіру және температура-компенсациялау қолданулары үшін жоғары-Q, төмен-ESR MLCC туралы қамтиды. 2026 жылғы 12 тамызда қаралды.

[8] TDK Corporation, “C0G сипаттамаларына ие жоғары кернеулі MLCC-лардың ерекшеліктері мен ауыстыру шешімдері. TDK Техникалық Кітапханасы, Шешім Нұсқаулығы. I класс C0G температура тұрақтылығы, 0 ±30 ppm/°C спецификациясы, сыйымдылық-тығыздық Сауда-саттық және C0G қолдануы тербелмелі схемаларда. 2026 жылғы 12 тамызда қаралды.