详解电容的偏压效应

1、偏压效应：

施加直流电压后，导致电容值变小的特性。

I类陶瓷（COG）的电容的偏压效应较弱，II类陶瓷(X7R/X5R/Y5V)的电容的偏压效应较强。而且厂家一般会给出偏压特性曲线（C-U曲线）。在电源电路设计中，要充分考虑。

注 ：I类电容指低介电常数电容（ε较小）；II类电容指高介电常数电容（ε较大）

2、 偏压效应原因：：

以下是我对偏压效应的理解：

由于极化分子的正负电荷中心不重合，所以在电子的随机运动下，极化分子的极化强度矢量为0，极化强度指的是电偶极矩的矢量和（方向：由负电荷指向正电荷，方向很重要）。

a) 当未加直流偏压，而仅仅加交流激励时，材料中的电子更容易随着外加电场的变化而变化，自由相转更加容易，在较短时间△t内，更大，意味着电位矢量△D更大，

根据高斯定理:

意味单位时间的充放电荷量越多，那么电容C越大。

当加了一定的直流偏压后，材料中的电子会在外加电场的影响下，出现移动，此时极化强度不再是0，而是P0，在此基础上我们再去叠加同样强度的交流激励，△P会变小，△D 也会变小，单位时间的充放电荷量变少，C变小。

就像一根松弛的皮筋，它可能的弹性的是最强的；一旦外部加了恒定拉力，它可能的弹性就会变低，因为它已经处于紧绷状态了。

这里附加书上解释（更加书面语）：电容率与单位体积类自发极化的自由相转成正比，。当没有外加电压时，自发极化为随机取向状态；当外部施加电压时，电介质的自发极化受到外加电场的限制，不容易发生自发极化的自由相转变，所以静电容量变低。

3、为什么高介电常数的电容的偏压特性更明显呢？

对于两种不同的电介质的电容，在电容两端加相等的直流电压，此时材料内部产生极化强度分别为P0（对应ε小）和P0’（对应ε大），P0< P0’.

P0 的剩余极化强度大，（剩余极化强度是一个新的概念，可以理解为加交流激励时，△P 的变化幅度更大），电容值缩水性更小；P0’的剩余极化强度小，电容值缩水性更大。

4、电容的偏压特性曲线

其实，电容值随着交流激励幅值也是变化的。原因在于：交流信号让介质中的电荷来回换向，影响介质中的场分布，从而能够吸附更多的电荷。但交流容量特性会饱和。

5、总结

电容的偏压特性对电容的选择是非常重要的，电容的偏压特性指出：在选择电容时，不能只看标称值，还考虑偏压特性，温度特性，精度等等对电容值产生影响的因素。

审核编辑：汤梓红