コンデンサの蓄積容量
コンデンサの大きさ(体積:cc)と蓄積エネルギー(mJ)は、コンデンサの種類やその時代の製造技術が決まれば、耐電圧によらず、ほほ一定値をとる。
最初の本を著作した頃、気がついた。
①コンデンサの容量C=8.85keS/d (pF)で S:面積(m^2) d:電極間距離(m) ke::比誘電率 表わされる。
②コンデンサに蓄積できる最大エネルギーEは E=CV^2/2 V:耐電圧 である。
③耐電圧Vは材料と製造技術でほぼ決まるが、Vが電極間距離dに比例すると仮定する。
④電極厚みは無視できるか、耐圧に比例するものと考える。
①~④の前提で見ると電極間距離d×面積=体積とコンデンサの蓄積容量が理論的に一定値を取ることが判明した。、種々のメーカー、種々の品種、種々の耐圧のコンデンサについて、労力を惜しまずに、体積と蓄積エネルギーの関係を調べてみた。
その結果、冒頭の結論を得るに至った。
この方法によれば、コンデンサの大きさを(cc/mJ)で正規化して表現できることが判明した。
このデーターを得るには、かなりのデーターを調査しなければならないが、アナログエンジニアは結構きれいな結果を得た。
数値を例示すると、電気2重層コンデンサで0.0006、固体タンタルで0.03、ポリプロピレンフィルムコンデンサで1、温度補償用セラコンで20程度の値であった。
この視点で検証した数値例の文献は私は見たことがない。多分、急速な発展を遂げているチップ積層セラコンなどでも、同じ様な結論が得あられるだろう。
コンデンサの単位体積当たりの蓄積エネルギーで正規化し、コンデンサの大きさを比較する方法は、多分、私のオリジナル数値だろう。これは、著作権の対象だろう。
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コメント
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キャパシタ版スケーリング則ですね。
MOSもキャパシタみたいなもんか。
投稿: 市民 | 2011年10月26日 (水) 01時00分
市民さん おはようございます
キャパシタ版の大雑把ですがスケーリング則です。
MOSのスケーリング則はもっといろいろなパラメータ、要因があるみたいです。ある友人が、そのあたりに関係していましたので、MOSはかなり複雑なことを考えて、予測を立てているようです。
投稿: 5513 | 2011年10月26日 (水) 07時03分