在片式多層元器件類型中,ESR(Res)主要由介質(zhì)層電阻、內(nèi)電極層電阻、各接觸面電阻和端電極電阻等四個(gè)方面組成;其中各接觸面電阻包括端電極與內(nèi)電極的接觸,不同的端電極電鍍層間的接觸等;
Res對(duì)頻率是較為敏感的,并隨頻率的增加而增加,因?yàn)椋?/p>
1.接觸電阻-電極間接觸形成的間隙式裂縫是容性阻抗(Z=1/(2*pi*f*C)),從而導(dǎo)致Res在剛開始時(shí)隨頻率的增加而下降。
2.趨膚效應(yīng)-內(nèi)電極和端電極由于趨膚效應(yīng),阻抗隨頻率的增加而增加,最終將抵消接觸電阻所產(chǎn)生ESR下降的影響。
3.電介質(zhì)極化-隨電介質(zhì)中的極化定向,大量的能量被儲(chǔ)備,從而呈現(xiàn)阻抗隨頻率增大而增大。
ESR各組成電阻
1、內(nèi)電極層自身電阻:
內(nèi)電極層可以認(rèn)為是一個(gè)給定厚度、長寬參數(shù)的金屬平面薄板,因此其自身電阻取決與L/W的比例,但由于是通過涂抹工藝(絲網(wǎng)疊印)制成,它有著不太規(guī)則的厚度及一些空洞區(qū)域等缺陷,這些空洞區(qū)域在低頻時(shí)呈現(xiàn)的高阻特性,而當(dāng)頻率增大,在中間夾雜介質(zhì)的分流作用下(容抗),減小了整個(gè)器件的阻抗。但隨著頻率進(jìn)一步增加,到較高頻時(shí),出現(xiàn)趨膚效應(yīng),導(dǎo)致呈現(xiàn)的阻抗增
加。
2、接觸電阻:
從微觀角度看,任何光滑的表面都是凹凸不平的,因此,兩個(gè)接點(diǎn)接觸時(shí),不可能是整個(gè)接觸面接觸,而是有限點(diǎn)的接觸,差異取決于表面光滑程度和接觸壓力的大小。
真正的接觸電阻包括:
集中電阻——電流通過接觸面,由于接觸面縮小而導(dǎo)致電流線收縮所顯示的電阻,通常稱為集中電阻;
界面電阻——由于接觸表面所形成膜層而構(gòu)成的膜層電阻或稱界面電阻。
同樣的,內(nèi)電極一端與端電極的接觸面并不是很完美,這個(gè)電極接觸端面不規(guī)則,則其相應(yīng)接觸電阻也會(huì)由于接觸點(diǎn)的電流集中及相應(yīng)熱區(qū)效應(yīng)而不同。工藝上應(yīng)盡量避免該接觸面的不規(guī)則,不然將會(huì)降低長期使用的功率承載能力。事實(shí)上,雖然接觸表面面一些地方有兩金屬的合金生成,但大多數(shù)仍舊是“物理”的接觸,某些中間的膜層為玻璃粉,可以認(rèn)為這些接點(diǎn)是一個(gè)具有阻性和容性的元素,因此在低頻時(shí),阻值較大;在高頻時(shí),又會(huì)呈現(xiàn)較低的阻抗。由于,接觸電阻直接受內(nèi)電極層的L/W比例影響,往往把內(nèi)電極層電阻和接觸電阻看成一體。
3、介質(zhì)層電阻:
在電場(chǎng)中,介質(zhì)分子極化過程中要損耗一些能量。它的大小主要受介質(zhì)常數(shù)K和環(huán)境溫度的影響。
4、端電極自身電阻:
影響很小,一般可以省略不考慮。
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