Ferroelektrische keramische Mehrschichtkondensatoren (MLCCs) sind elektronische Bauteile, die die Eigenschaft der Ferroelektrizität aufweisen, d. h. sie können eine stabile elektrische Polarisation auch ohne ein äußeres elektrisches Feld aufrechterhalten und haben daher eine spannungsabhängige Kapazität. Würth Elektronik hat das Spannungskapazitätsverhalten in den LTSpice Dateien implementiert. Die zugrundeliegende Modellentwicklung wird in dieser Appnote erläutert. Der Einsatz der MLCC, für z.B. Filterung, wird so für den Entwickler deutlich vereinfacht.

Diese Application Note erläutert die Spannungs- und Frequenzabhängigkeit von ferroelektrischen MLCCs. Nach einer Einführung in die Ferroelektrizität wird aus einem Dipolpolarisationsmodell ein mathematisches Modell für das Kapazitäts-Spannungs-Verhalten von keramischen MLCCs abgeleitet. Die Parameter des Modells werden auf zwei Anpassungsparameter reduziert. Um die Praxistauglichkeit zu demonstrieren, wird das Modell anhand von Messungen an einer Auswahl von MLCCs aus dem Portfolio von Würth Elektronik getestet. Da das Integral des Kapazitäts-Spannungs-Modells mathematisch nur grundlegende trigonometrische Ausdrücke enthält, kann es leicht in Software implementiert werden, die Funktionen der Ladung anstelle der Kapazität benötigt, wie z.B. die Simulationssoftware Spice. Des Weiteren wird gezeigt, dass das Modell zur Beschreibung der Kapazitätsspektren von MLCCs bei unterschiedlichen Gleichspannungen verwendet werden kann.

Inhalt:

• Einführung in die Ferroelektrizität
• Interpretation von Kapazitäts-Spannungs-Messungen
• Mathematisches Modell der ferroelektrischen Polarisation
• Experimentelle Messungen und Randbedingungen
• Implementierung eines frequenz- und spannungsabhängigen Modells

Herunterladen: ANP114