Эффект DC-Bias или смещения при постоянном токе

Многослойные керамические конденсаторы обладают многочисленными преимуществами, однако при определенных условиях их емкость может уменьшаться при приложении постоянного напряжения. Данный феномен называется эффектом DC-bias, или смещением по постоянному току и может представлять проблему для инженеров‑конструкторов. Эффект DC-bias связан с эффектом спонтанной поляризации, но проблема заключается не в самой спонтанной поляризации, а в ее обращении. Когда спонтанная поляризация обращается в отсутствие напряжения, в многослойных керамических конденсаторах удается достичь большой емкости, но если добавить к процессу спонтанной поляризации внешнее смещение, то есть напряжение, ее свободное обращение затрудняется. Соответственно, полученная емкость оказывается ниже, чем до приложения смещения. В этом заключается причина снижения емкости при приложении DC-bias. Эффект DC-смещения в ферроэлектрической керамике, служащей материалом для многослойных керамических конденсаторов, известен еще менее, чем спонтанная поляризация, и часто застает врасплох инженеров‑конструкторов, привыкших к танталу или электролитическим материалам. Электролитические конденсаторы не обладают ферроэлектрическими свойствами и имеют очень малую диэлектрическую постоянную. Их емкость обусловлена очень большой площадью поверхности и нанометровой толщиной слоев диэлектрика, а приложенное напряжение на нее не влияет. Характеристики DCbias многослойных керамических конденсаторов меняются в зависимости от различных температурных характеристик конденсаторов. Основным компонентом конденсаторов термокомпенсированного типа, к которому относятся характеристики C0G и U2J, является параэлектрическая керамика, емкость которой не меняется в зависимости от Dc-bias. Емкость же керамики на основе титаната бария с большой диэлектрической постоянной, то есть X7R, X5R и другие, снижается при приложении DC-bias.