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【問17】NP0は温度補償用キャパシタ ~高周波信号のデカップリングにはX7Rセラミックがベスト~

NP0は温度補償用キャパシタ
~高周波信号のデカップリングにはX7Rセラミックがベスト~
[原著] EMC Question of the Week 2017-2020
[著] Todd Hubing (LearnEMC社代表,米クレムソン大学名誉教授)
[訳] 櫻井 秋久
[企画・制作] ZEPエンジニアリング
 
 
 
問17 [レベル:中級]
多層X7Rセラミック・キャパシタは,プリント基板の高周波デカップリングによく使われていますが,その理由はなんでしょうか?

 (a) 静電容量値が印加電圧に依存しない
 (b) 静電容量値が温度に依存しない
 (c) タンタル・キャパシタよりも体積あたりの静電容量が大きい
 (d) NP0キャパシタよりも体積あたりの静電容量が大きい
 
 
 
  ●即答
 最適な答えは(d)です.

 X7Rキャパシタは,クラス2のセラミック・キャパシタです.クラス1のセラミック・キャパシタ(NP0など)と比べて,温度や印加電圧に対して特に安定した値を示すわけではありません.クラス2のキャパシタがクラス1のキャパシタよりもっとも優れている点は,小さなパッケージ・サイズで比較的高い値の静電容量を実現できることです.

 プリント基板のデカップリング用途では,静電容量の値の正確さはあまり大きな問題ではありません.そのうえ,キャパシタには常に安定したDCバイアスが加わっており,印加電圧の変化による静電容量の変動は最小限に抑えられます.

 電解タイプのタンタル・キャパシタは,一般にセラミック・キャパシタより体積あたりの静電容量が大きく,プリント基板の低周波デカップリングにはよく使われますが,高周波デカップリングには不向きです.

 接続インダクタンス(1)が公称静電容量値よりも重要になる高周波において,多層セラミック・キャパシタがはるかにコスト効果の高い選択肢です.

図1 プリント基板の高周波デカップリングによく使われている
多層X7Rセラミック・キャパシタ

   ● [訳注]
(1) キャパシタの接続に必要なリードや配線パターンがもつインダクタンスのこと.
 


 
 本稿は,2017年3月17日~2020年末の約3年間にわたり,米クレムソン大学名誉教授Todd Hubing氏が「今週のEMC問題」と題して,自社Webサイトに掲載した記事の翻訳です.本質的かつ実用的な問題が多く,世界中の回路基板設計者に愛読されています.
 高速化するディジタル・システムの電磁両立性(EMC,Electro-Magnetic Compatibility)をいかに実現するかは,技術者の本質的なテーマであり,多くの現場でカット・アンド・トライによる対策が行われ続けています.
 本メルマガでは,基本的ものから高度なものまで,マクスウェルの理論に基づいて,EMCの正しい対策を確信的に示します.なお本連載は,書籍化を予定しています.

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