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2010年7月13日 (火)

SMDチップセラミックコンデンサーのサイズのはなし

SMDチップセラミックコンデンサのサイズについて
周波数特性などを書いてきましたが、ここではサイズ別の特性について書いてみます。
ハード的には
ちょっと前までは 1608サイズ( 1.6mm x 0.8mm )が主流でしたが、今は携帯電話など 1005ではなく、0603ぐらいが主流のようです。(0402が出てきたりしますが..) C_size Apple の iPhone4になって、むやみに小さい部品にするのではなく、他のICと高さが同じなら大きな部品も積極的に使っているようです。それにはサイズによって小さくすることのデメリットがあるのでしょうか?
 1つめはサイズが小さければ寄生インダクタなどが減りますから、周波数特性が良くなる点が上げられます。右図上2つの図は 22PF/100PFのインピーダンス特性ですが、やはり 0603のほうが高い周波数で共振していますが、1005 と 1608はほぼ同じです。しかしながら、周波数が違うと小さいからといってインピーダンスが低くなるわけではありません。22PFの1.5GHz付近がよく分かります。共振する値を選ぶ必要がありますね。
 2つめはサイズの違いによる最大印加電圧の影響です。小型大容量の高誘電率系のセラミックコンデンサー{class2]はDC電圧を加えると容量が大きく減ります。DC Bias Char.のグラフで明確なように、サイズが小さいと当然最大印加電圧も下がりますので、それに応じて最大印加定格電圧付近では50%以上も容量が減ってしまうのです。6.3Vの定格なので 5Vの場所なら大丈夫と思っていましても、実は容量が半分しか無くなっているということです。また他にも温度などで容量が減る傾向がありますので、すこし大きめのサイズで定格電圧の大きいチップコンデンサーを余裕持って使うことがノイズを減らす工夫なのかも知れません。
ソフト的には
0402などかなり小さなコンデンサは寄生インダクターが少なくてさらに良好かと思われますが、ESRが逆に悪くなっており、高周波での使用やロスが問題な部分はそこそこ大きめのサイズを使う方が良いようです。

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