強誘電体の自発分極について

このQ&Aのポイント
  • 強誘電体(セラミックコンデンサ、強誘電体メモリ)の自発分極について学びましょう。
  • 強誘電体は自発分極によって情報を記憶し、セラミックコンデンサや強誘電体メモリに利用されています。
  • セラミックコンデンサを使う際には、高いインピーダンスの回路で使用することで自発分極による誤動作を防ぐことができます。また、自発分極はコンデンサ内部で相殺されるため、強誘電体メモリと同じ状態にはなりません。
回答を見る
  • ベストアンサー

強誘電体(セラミックコンデンサ、強誘電体メモリ)…

強誘電体(セラミックコンデンサ、強誘電体メモリ)の自発分極について 強誘電体の自発分極について教えて下さい。(好奇心からの質問です) 強誘電体メモリでは自発分極によって情報を記憶されますが、同じくセラミックコンデンサに使用されるチタン酸バリウムも自発分極があると思います。セラミックコンデンサを高いインピーダンスの回路で使う場合、自発分極により電圧が生じて誤動作してしまうようなことはないのでしょうか。 サンプルホールド回路では、誘電体吸収による再起電圧が問題になるとおもうのですが、同じく自発分極も有害な方にはたらきそうで、気になっています。 メーカーさんのアプリケーションノートをみていると、コンデンサ内部で小さく分割された領域で自発分極が互いに打ち消すようになると書いてあったのですが、強誘電体メモリと同じ状態になるのかが疑問です。文献を調べていると高温で電圧を印加しつづけると分極がそろうとあり、高温にすることはないのでそういった状況にはならないとは推測しています。 ご教授頂ける方、議論いただける方よろしくお願い致します。

noname#230358
noname#230358

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#230359
noname#230359
回答No.4

回答(1)は門外漢のくせに出しゃばるだけのお邪魔虫 >そんなに難しく考えなくても... 単に自分に理解出来ないからの言い訳、挙句に頓珍漢回答 質問者への回答 >セラミックコンデンサを高いインピーダンスの回路で使う場合、 >自発分極により電圧が生じて誤動作してしまうようなことはないのでしょうか。 自発分極が問題になるなら、それ以前にリーク電流とか誘電体吸収の影響が はるかに大きくなるのでので、問題外。 >高温で電圧を印加しつづけると分極がそろうとあり、... 現実に稼働状態でその様な高温(125℃?)になることは無いので、 (有ったらそれは設計がヘボいと言う事) 懸念には及ばないです。 そもそも実務的な文献で、自発分極が問題になるような記事等見た事は無いです。 誘電体吸収ならばもっと考慮に入れるべきと、経験上は言えます。 回答(5) >訳が判らん!、プンプン.....WWW そりゃ分かってるよ、土史郎徒は引っ込んでな。 質問者は「自発分極」について聞いているのに、日本語分かんないの? さて、自発分極つながりで... 自発分極を利用した物として、昔からエレクトレットコンデンサマイク が有るのはご存知でしょうが、現在では日用品レベルでも電石マスク (花粉とかPM2.5に有効)とか電石フィルター(エアコンとか空気清浄機) なんてのも有りますね。(電石=エレクトレット) 新たな知見が得られて良い質問でした。

noname#230358
質問者

お礼

ご回答いただき、ありがとうございます。 自発分極は、その他の現象に比べて 実用上小さく、問題になるオーダーではないということですね。 仰る通り、実用上で125℃に達することはないです。 (おそろしい話ですが、高温になってしまう設計を目の当たりにしたことはありますが・・) そうならないよう、気をつけます はい! エレクトレットも自発分極を調べているうちに、 見つけて文献を読みあさっていました。 とても興味深いですね。 色々とアドバイスいただき、ありがとうございました。

その他の回答 (8)

noname#230359
noname#230359
回答No.9

  ひどいありさまなんで   閉じたほうがいいかと   回答を得られるような知識を持ってる人はこの掲示板にはいない みそ かどうかはわからぬが 電気二重層キャパシタとの区別もできぬ くそ といっしょにしてほしくない

noname#230359
noname#230359
回答No.8

半導体の中のことは10年以上前の知識で止まっているのですが ひどいありさまなんで 閉じたほうがいいかと 回答を得られるような知識を持ってる人はこの掲示板にはいない >>高温で電圧を印加しつづけると分極がそろうとあり は、 普通の話で 高温で原子が自由(溶けなくても)な状態で 電圧を…= 磁気 を 加えると そろってしまう のは、普通の話で 常温でも原子が固定されている力より強い力 加えれば そろってしまうのでは?という話で 現状そのような強電磁波環境が出てきているので MRI や リニアモーター 宇宙空間での磁気嵐 など そのような環境で貯められた メモリーは保持されているか という話だと思いますが 私にはわかりません その辺の研究は http://j-net21.smrj.go.jp/develop/digital/entry/001-20121212-01.html で読んだことありますが 落としたらダメじゃん というそう突っ込みが2ch当でありました   磁気と電子は表と裏 なんでここら辺を理解してないとその辺は語れないと

noname#230358
質問者

お礼

ご回答いただき、ありがとうございます。 磁気ですか・・・ 電界による分極、圧電による寸法変化、 温度による相変化と焦電、 さらに磁気とは・・・ うーん、ちょっと難しすぎて、理解がおいつかないかもしれません

noname#230359
noname#230359
回答No.7

>自発分極により電圧が生じ 容量は変化しても起電力にはならないと思いますが・・・   強誘電体の現象論   http://www.uesu.phys.waseda.ac.jp/Japanese/lec/chapter5-1.pdf   http://www.jst.go.jp/pr/announce/20050124/yougo.html 起電力でいえば、機械的歪により圧電体として働く場合 関連して焦電体として働く場合 入力電圧の歪もその影響が大きいが、強誘電体を使わないフィルムコンなどでもごく僅か歪が発生し、それはクーロン力による変形らしい。 回答(3)で示した資料   他のコンデンサもクーロン力による影響は若干ありますが、セラミックコンデンサはその度合い   が格段に大きい点が特徴的です >lumiheartさんと、iwanaiこと岩魚内やビリビリ波の記載は、雲泥の差がある。 脳減る症バカに違いが判るって(爆) 蒙御免!! 此処マイナス評価ができない欠陥があり、こんなバカを放置しゴミ屋敷と化す。 登録剥奪し大掃除すべきなのだが、それもやらぬ意気地無管理人。 なのに会社案内には「ホームページ制作」だって・・・この惨状を見て誰が頼むのだろ・・・

noname#230358
質問者

お礼

自分で質問しておいて恐縮ですが、 >自発分極により電圧が生じ この自発分極による影響がいまいち私は 理解できていないところがあります。 視点がずれているのかもしれません。 仰られる通り、起電力にはならないと思いますが・・・

noname#230359
noname#230359
回答No.6

回答(5)GAY爺 アホ丸出しw 高誘電率系コンデンサと、積層セラミックコンデンサの 区別さえ付かないバカ で、結局ワケの判らん文章で煙に巻こうとして盛大に失敗www     強誘電率コンデンサをオーディオに使わないのは分極によるDCバイアス効果で 容量が変化してしまい伝播波形に2次ひずみが盛大に出ますし 温度特性も悪く時定数回路では時定数が設計値と狂ったりしてしまうからですね ノイズもフィルムコンデンサなどに比べて大きいので低ノイズ回路には向きません。 強誘電体を使わない常誘電体を用いた温度補償用積層セラミックコンデンサも 市販されていますが容量は小さいです。 http://www.murata.com/ja-jp/products/emiconfun/capacitor/2012/11/28/en-20121128-p1 http://www.murata.com/ja-jp/products/emiconfun/capacitor/2012/10/15/en-20121015-p1   

noname#230358
質問者

お礼

ご回答、ありがとうございます。 たしかに常誘電体のセラコンもありますし、 容量が足りる場合はそちらの方が 変な影響を考えずにすみますね。

noname#230359
noname#230359
回答No.5

訳が判らん!、基本は皆同じで、 > 回答(2)と同じく、オーディオではセラミックコンデンサは使いません ????って感じ。 質問者さんの方が、飯のたねだから、よくお解りの事を持ち出す、iwanaiこと岩魚内。 天唾吐きの育ちが諸解り。 URLに書かれている使用法の基礎は、……ですから省略しております。 lumiheartさんと、iwanaiこと岩魚内やビリビリ波の記載は、雲泥の差がある。 デジタルにアナログ処理を施さないといけない特性範囲は、鼻薬が必要だが、 それ等を質問しているのではないことは明白でしょう。

参考URL:
http://ednjapan.com/edn/articles/1205/24/news099.html
noname#230359
noname#230359
回答No.3

回答(2)と同じく、オーディオではセラミックコンデンサは使いません。 セラミックコンデンサは分極して圧電体にもなる材料ゆえ、鳴く音が聞けるという話も。 信号の歪はフィルムコンデンサの千倍。   http://www.op316.com/tubes/datalib/c-dist.htm 回答(1)は原理を全くしらないド素人で資料もデタラメ激   電気二重層キャパシタ 笑ってあげてください。今問題のM菱に関わったらしいから、出てくるナと怒るべきかも。。。

noname#230358
質問者

お礼

ご回答いただき、ありがとうございます。 そうなんですね! DCで容量が相対的に減少することは、よく耳にしますが オーディオ回路でどう振る舞うかは考えたことがありませんでした。 ということは、強誘電体メモリは酸化膜の中で 歪んでいるということに・・・ まあ、あまり考え過ぎてもキリがありませんね(笑)

noname#230359
noname#230359
回答No.2

>メーカーさんのアプリケーションノートをみていると、 読むべきは仕様書の定格欄 オーディオ系とかでは些細な誤差が問題となるらしい http://ednjapan.com/edn/articles/0707/01/news003.html http://www.marutsu.co.jp/pc/static/large_order/1105audio 些細な誤差が問題となる装置なのか否か?

noname#230358
質問者

お礼

ご回答いただき、ありがとうございます。 もちろん、仕様書やデータシートは読んでいますが 部品性能に不利なことは省略されていたりする場合が多いので それ以外の手段でも調べていました。 誤差というよりは、「もしこういうことが起こったら・・・」 という想定をしたかったためです。 考え過ぎかもしれません

noname#230359
noname#230359
回答No.1

そんなに難しく考えなくても、キャパシタ コンデンサー

参考URL:
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl? http:/

関連するQ&A

  • セラミックコンデンサの特性について教えてくださ…

    セラミックコンデンサの特性について教えてください。 セラミックコンデンサは特性の違いから常誘電体と強誘電体に分けられますが、この中で、強誘電体の特性について教えてください。  強誘電体はキュリー点が使用温度範囲よりも少し高い温度にあり、このキュリー温度を超えない範囲で使用しなければいけないと認識しています(キュリー点を超えて使用すると劣化が激しくなると聞きました)。しかし、強誘電体の中でもF特性といわれるものは使用温度付近にキュリー点が存在します。  このF特性といわれるものは劣化するのを承知で使用するものなのでしょうか?それとも、キュリー点を超えると劣化するといった認識は間違っているのでしょうか? 混乱しているので、どなたか教えてください。

  • コンデンサの電気を貯める原理

    コンデンサが電気を貯める原理がわかりません。 コンデンサに電圧をかけると、誘電体が誘電分極し、 電圧をかけた方向と逆の電圧が発生する。 ↑ ここまでは理解できます。 分極が生じることがなぜ電力を貯めることになるのでしょうか? 誘電体は、絶縁体なので電子を通すや貯めることはできませんよね 教えてください! それと、誘電体の誘電率は高いほどいいのでしょうか どんな物質が使用され、どの程度の誘電率なのでしょうか

  • 強誘電体の圧電測定

    現在、AFM(原子間力顕微鏡)を応用したPFM(圧電応答顕微鏡)を用いて強誘電体の圧電測定及び分極方向のマッピングの実験を行っています。 基本的には、ロックインアンプから出る交流の印加電圧に対するカンチレバーのたわみをロックインアンプで検出して、印加した交流電圧と同相成分(A cos)を画像化し、分極状態のマッピングを行っています。また、抗電界以上の電圧を印加するために、交流電圧に直流の電圧をのせて電界を印加しています。 そこで質問なのですが、カンチレバーをサンプルにコンタクトする際に、AC1Vの交流電圧にDC+9Vもしくはー9Vを足してコンタクトするのですが、うまくコンタクトできるとコンタクトした瞬間に位相が180℃変化します。この原因がよく分からないので教えてください。 よろしくお願いします。

  • 誘電体に働く力がわかりません

    「面積S、横幅Lの導体平板が2枚、間隔dを空けて存在する並行平板コンデンサがある。このコンデンサに電圧Vを印加しながら、コンデンサの右端からxのところまで、誘電率εの誘電体で満たした。真空中の誘電率をε0として、誘電体に働く力Fの方向を求めよ。」 という問題がわかりません。 コンデンサに電荷Qを充電して、電源を外し、誘電体を入れる場合には、コンデンサの静電エネルギーW=(Q^2)/2Cであることから   F = -∂W/∂x > 0 よって誘電体に働く力の向きはxの増加する方向(コンデンサに引き込まれる方向)だと思いました。 ですが、電圧Vを印加したままの状態だと、コンデンサの静電エネルギーW=C(V^2)/2なので   W = {εSx/(d×L)+ε0S(L-x)/(d×L)}(V^2)/2   F = -∂W/∂x = SV^2/(2d×L)(ε0-ε)<0 よって誘電体に働く力の向きはxの減少する方向(コンデンサから追いやられる向き)だと思いました。 これであっているのでしょうか?

  • コンデンサーに誘電体を挿入するときの引力

    直流電源に繋がれたコンデンサーの間に、 底面積がコンデンサーの金属板より小さく、高さがコンデンサーの間隔と等しい直方体形の誘電体を横から入れていく時、 (1)誘電体がコンデンサーからはみ出ている時は、  コンデンサーの中に引き入れられる向きに引力を受けますが、 (2)誘電体が完全にコンデンサーの中に入っている時は、  その位置が右に偏っていようが左に偏っていようが、(合力としては)引力も斥力も生じないそうです。 少し難しめの物理の問題集(大学受験用)にそう書かれていました。 問題としては、この現象を数学的に解析させるもので、 それを見ればこの現象が起こるのはわからないでもないのですが、 これをコンデンサーの金属板と誘電体の表面の電荷から考えると、どうも納得できません。 (1) □□□□□□□□□□□□□ ←コンデンサー □+□+□+□+□+□+□              ■-■-■■■              ■■■■■■■ ←誘電体              ■■■■■■■              ■+■+■■■ □-□-□-□-□-□-□ □□□□□□□□□□□□□ この図のような(誘電体がコンデンサーからはみ出ている)時、 コンデンサーの左側の表面電荷と、誘電体の誘電分極による表面電荷が引力を及ぼしあうから、 誘電体はコンデンサーの中心向きに引力を受けるというのはわかります。 しかし、 (2) □□□□□□□□□□□□□ □+□+□+□+□+□+□  ■-■-■-■  ■■■■■■■  ■■■■■■■  ■+■+■+■ □-□-□-□-□-□-□ □□□□□□□□□□□□□ この図のような時、 誘電体から見て左側より右側の方がコンデンサーの表面電荷が多く存在するから、 誘電体は右側に引き寄せられる気がします。 この考え方はどこが間違っているのでしょうか?

  • セラミックチップコンデンサの交流回路の問題

    AC100vの電源から十数個LEDを直列に接続し点灯させる回路を考えています。本来であればトランス或いはスイッチング回路を使う方が良いと思いますが、回路を収納する体積が無く、このためコンデンサのインピーダンスを利用して電圧降下させた回路を作りました。試作の結果は正常に点灯しています。具体的には耐圧250vDCセラミックチップコンデンサ0.47μFを10個並列に接続しています。質問の内容はDC用途のセラミックコンデンサをAC回路で使用して良いのかネットでも調べましたが見つかりません。オシロの測定ではコンデンサに印加された電圧は定格電圧の1/2以下です。 このような使い方は出来ますか。(ACコンデンサはサイズが大きく検討から除外しています。)

  • 円筒コンデンサー中の誘電体の動き

    同軸で長さLの半径R1、R2(R1<R2)の円筒型コンデンサに、 厚さR2-R1(コンデンサの隙間と同じ)、長さLのコンデンサ誘電率ε1の誘電体をx(x<L)だけ入れ、電圧Vをコンデンサにかけた所、誘電体はコンデンサの中に入っていくそうです。ただ、その仕組みがよくわかりません。なぜでしょうか、教えてください。よろしくお願いします。

  • 強誘電体の圧電効果について(至急!)

    タイトルの通りなのですが、 正圧電効果:「強誘電体の結晶に応力をかけると、電気分極が変化し電位が変化すること」 逆電圧効果:「強誘電体の結晶に大きな電場をかけると、わずかな歪みが発生すること」 でよいでしょうか??添削をお願いします。 詳しい説明ではなく、簡潔な意味の説明で答えを探しています。

  • 積層セラミックコンデンサとセラミックコンデンサを間違えました。

    高周波成分のバイパス用として使う回路で 必要部品に「セラミックコンデンサ」となっている物を間違えて 「積層セラミックコンデンサ」を買ってきてしまいました。 代用しても大丈夫でしょうか? 下記URLのC1~C4がそれに該当する部分だと思うんですが http://hobby_elec.piclist.com/cpld3_3.htm 回路図に、ここはセラミック、ここは積層。とは記載がないので 同じ記号だしてっきり全部積層セラミックコンデンサだと思って部品リストを後から見たら「セラミックコンデンサ」の表記があり後から気づきました。 容量は同じなんですがやはり買ってきたほうがいいでしょうか?

  • 誘電正接と比誘電率の測定をしたのですが・・・

    誘電体についての実験を行ったのですが、 そこで、質問なんですが、 コンデンサ(今回はセラミックと酸化チタンを用いました)で、電力損失(誘電損失)に基づく発熱を減少させるための条件とはなんですか?? それから、誘電体の電気伝導と金属の電気伝導との相違する点を教えて下さい!! 少しだけでも全然構いませんのでぜひ回答をおねがいしますm(_ _)m