MLCC电容量为何测不准？

高容量MLCC测试说明

我们用LCR仪表测量高容量的MLCC（X5R/X7R材质等）时，通常得到的容值为什么会出现低于规定公差范围的容值呢？因为II类材质MLCC的容量是随着温度、电压(AC/DC)和频率的变化而发生明显变化的。所以我们测得不合格原因有：（1）您没有使用规定的测量条件来测量。（2）仪表测量条件设置不正确或使用的测量仪器不具备精确测量所需的能力。针对问题（1）的解决方案就是我们必须充分了解MLCC的特性和测量条件。即MLCC的容量和损耗具有随温度、频率和电压的变化而变化的特性。所以我们测量容量和损耗因数的时候，应规定三个测量条件“温度”、“电压（AC/DC）”和“频率”。高容量MLCC的测量条件如表1所示。表1：

针对问题（2）的解决方案就是我们要了解测量仪器的测量能力并确认其满足表1中列出的测量条件。MLCC的测量仪器主要有哪些？其测量原理是怎么样的呢？其测试方法又如何？高容产品如何才能测量出准确的容值呢？接下来我们将会从测量仪器、测量原理和举例测试进一步说明。我们常用的典型LCR测量仪器是德科技（前身是安捷伦科技）的4980A、4981A、4278A和4268A等，如图1所示。

图1 E4980A电桥

图2 16334A夹具

电桥的测量原理：LCR仪表的典型测量系统是“自动平衡电桥法”，如图2所示。在图2中， 流经电阻R的电流始终等于流经DUT（被测元件）的电流，即DUT（低电压侧）的L侧端电势始终等于虚拟接地电平（电势=0）。在这种情况下，可以确定DUT的阻抗值。根据输出电压E2、反馈电阻R和输入电压V1如下：

此时，同时测量V1和V2、q1和q2的相位角，并根据上述相位角和Zx值计算“电阻分量Rx”和“电抗分量Xx”，由此确定容量和损耗因子。

图3自动平衡桥原理图

测量电压原理：LCR仪表通常提供内部电阻以保护其自身的电源电路。根据该电阻的值，加载在被测电容器两端的电压差值太低的话，会直接影响电容器的容量和损耗测量。使用图4所示的简单等效电路模型来解释这种机理。向被测元件DUT施加测量电压。施加到DUT的测量电压由下式确定：