C0GとNP0コンデンサ: 意味、特性、用途

C0Gは、クラスIセラミック誘電体のEIA指定であり、NP0は対応するMIL用語です。両者は通常、名目温度係数0 ±30 ppm/°Cを示しますが、一部のメーカーはNP0を拡張した動作温度範囲に使用しています。C0G/NP0コンデンサは、高い容量安定性、低誘電損失、および予測可能な周波数特性が要求される場面で広く使用されています。この記事では、温度および電圧の挙動、劣化、ESR、Qファクター、インピーダンス、自己共鳴周波数、クラスIIセラミックとの比較、およびRFおよび精密回路用の選定について説明します。

カタログ

図1. C0G/NP0 MLCCの構造と誘電特性

C0G/NP0誘電体の分類と材料特性

C0G/NP0は、低損失で高度に安定した容量のために設計されたクラスIセラミック誘電体カテゴリに属します。MLCCでは、薄いセラミック誘電体層が内部金属電極と交互に配置され、一つのコンパクトなコンポーネント内に多数のコンデンサ層が形成されます。

C0G材料は、クラスIIコンデンサで使用される高k材料よりも相対誘電率が低いです。村田製作所は、代表的なクラスI材料としてカルシウムジルコネートを特定していますが、バリウムチタネートはX5RやX7RなどのクラスIIタイプで一般的に使用されている材料です。この低い誘電率のために、C0G/NP0は通常、同じパッケージサイズでの容量が少なくなりますが、電気的安定性ははるかに優れています。配合はメーカーによって異なります。例えば、京セラAVXは、一部のC0G/NP0材料にネオジム、サマリウム、および他の希土類酸化物も使用しています。

C0G/NP0誘電体は、クラスIIセラミックの多くの強誘電体特性とは異なり、パラ電気的挙動を示します。これにより、容量は温度、適用されたDC電圧、および時間に対してはるかに敏感でなくなります。

C0GとNP0の名称および温度係数コード化

図2. C0G/NP0の名称およびTDK部品番号コード化

C0GとNP0は、密接に関連したクラスI温度補償の指定です。C0Gは、従来のMIL NP0特性のEIA相当ですが、特定の動作温度範囲については、メーカーによって指定が異なる場合があります。名目温度係数は0 ±30 ppm/°Cです。C0Gは広く使用されているEIA指定であり、NP0は依然としてメーカーのカタログやデータシートに現れる古い業界用語です。

C0GおよびNP0は、通常、コンデンサ本体のマーキングではなく、メーカーの部品番号、カタログ、およびデータシートに表示されます。多くの小型セラミックコンデンサには本体マーキングがないため、外観からはその誘電体の種類を特定できません。未知のコンデンサを扱っている場合は、未マーキングのMLCCを特定するためのガイドを参照してください。そこでは、リールラベル、BOM、回路図、PCBリファレンスデザインator、メーカー部品番号、および電気測定を使用して、その正体を絞り込む方法が説明されています。

指定	意味	温度　係数	一般的な使用
C0G	EIA クラスI コード	0 ±30 ppm/°C	現在のデータシートおよび部品番号システム
NP0	古い同等の指定	0 ±30 ppm/°C	従来の用語および現在のカタログ
C0G/NP0	統合されたメーカー表記	0 ±30 ppm/°C	用語が同等と見なされることを示します

C0Gの三文字コードは温度係数特性と許容差を定義します。その結果としての仕様はゼロ中心であり、温度が変化しても静電容量はわずかにしか変化しません。NP0は通常、同じゼロ近くの温度特性を説明する負-正-ゼロとして解釈されます。

メーカーは、C0G/NP0またはC0G (NP0)と記載して、両方の命名システムを接続することがよくあります。ただし、誘電体コードはすべての動作制限を定義するものではありません。定格温度範囲、静電容量の許容差、電圧定格、およびその他の仕様は部品固有であるため、正確なメーカーのデータシートを常に確認する必要があります。

温度係数、静電容量ドリフト、および熱安定性

C0G/NP0コンデンサは、接続された温度係数が0 ppm/°Cで、許容差が±30 ppm/°Cです。これは±0.003%/°Cの係数制限に相当しますが、実際の保証された温度特性は、特定のコンデンサ、温度範囲、及びそのデータシートに記載された参照条件に依存します。

パラメータ	C0G/NP0 特性
温度　係数	0 ±30 ppm/°C
°Cあたりの同等係数	±0.003%/°Cまで ±30 ppm/°C制限
100°Cの温度差に対する簡略化された計算	±0.3%は±30 ppm/°Cから直接計算した場合
一般的なC0G動作温度範囲	−55°Cから +125°Cまで、部品によります
熱安定性	非常に高い

例えば、±30 ppm/°Cの制限を使用し、指定された参照温度から100°Cの差があると仮定した場合、簡略化された計算は以下の通りです：

30 ppm/°C × 100°C = 3,000 ppm = 0.3%

この簡略化された計算の下では、1,000 pFのコンデンサは約±3 pF変化します。ただし、±0.3%はすべてのC0G/NP0コンデンサやすべての100°C間隔に対する保証された静電容量変化として扱わないでください。メーカーの仕様によっては、温度係数、静電容量変化、参照温度、および試験温度範囲が異なる場合があります。

KYOCERA AVXおよびTDKは、特定のコンデンサファミリーに対するC0G/NP0温度特性を公開していますが、保証された制限および参照条件は正確な部品番号のデータシートから取得する必要があります。常にそのデータシートを確認し、指定された温度範囲、参照温度、試験方法、および保証された静電容量の制限を確認してください。

DCバイアス、AC電圧、および静電容量の安定性

図3. C0G/NP0 対 X5R/X7R 電圧依存性

C0G/NP0コンデンサは、適用されたDC電圧の下で非常に安定した静電容量を維持します。彼らのクラスIのパラエレクトリック誘電体は、高kクラスIIセラミックに見られる強い電場感受性の分極に依存しません。したがって、DC電場が増加しても誘電率はほとんど変化せず、効果的な静電容量は指定された動作範囲内で名目値に近いまま保持されます。

電圧特性	C0G/NP0	X5R/X7R
DCバイアス　静電容量損失	非常に小さい	かなり大きい場合があります
AC電圧　依存度	低い	より顕著
誘電体　特性	パラエレクトリック	強誘電体
電圧　係数	非常に低い	高い　かつ部品に依存
効果的な静電容量の安定性	高い	電圧依存

クラス II コンデンサー、例えば X5R および X7R は、バリウムチタン酸塩系の強誘電体材料を一般的に使用します。 DC バイアスが増加すると、それらの偏極応答が変化し、誘電率が低下し、したがって有効容量も減少します。 損失の量は、印加電圧、定格電圧、容量、パッケージサイズ、および誘電体の配合に依存するため、同じ名目値を持つ二つの X7R コンデンサーが異なる動作をすることがあります。

C0G/NP0 は、AC 測定電圧に対して比較的低い感度を持ち、容量測定をより再現性のあるものにします。しかし、測定周波数と AC 試験レベルは、依然としてメーカーが指定した条件に従うべきです。 容量の安定性は、電圧耐性とは混同しないでください。 バイアスによる容量の変化が非常に小さくても、コンデンサーの定格電圧および必要な回路の減額は必ず遵守されるべきです。

老化、誘電損失、ESR、Q ファクター、および消費率

C0G/NP0 誘電体は、本質的に従来型の誘電老化を示さず、これによりこれらのコンデンサーは長期間にわたって安定した電気特性を維持することができます。この従来型の誘電老化がないからといって、MLCC が他の理由で故障しないわけではありません。機械的亀裂、フレックスダメージ、熱ストレス、電気的過負荷、および絶縁破壊は、依然として信頼性に影響を及ぼす可能性があります。 これらの原因についてのより広範な議論は、当社の MLCC 故障モードガイドを参照してください。

パラメータ	それが説明すること	それが重要な理由
老化	時間とともに変化する容量	長期的な回路の精度を維持するのに役立つ
誘電損失	AC 運転中に誘電体内で失われるエネルギー	損失が少ないほど効率と信号の安定性が向上する
消費率 (DF)	コンデンサーの AC 損失を示す比率	DF が低いほど内部損失が少ないことを示す
Q ファクター	蓄積されたエネルギーと失われたエネルギーの比率	高い Q は鮮明で安定した共鳴をサポートする
ESR	AC 損失に寄与する有効直列抵抗	ESR が低いほど損失が減り、共鳴近くのインピーダンスに影響する
周波数依存性	周波数による ESR、Q、およびインピーダンスの変化	高周波の適合性を決定する

同じ正弦波試験条件下では、消費率は DF = tan δ および Q はその逆数として表されます： Q = 1/DF。 SRF 未満の容量領域で動作する系列等価コンデンサー モデルの場合、Q は |X₍C₎|/ESR としても表すことができます。

C0G/NP0 MLCC のインピーダンス、ESL、および自己共鳴周波数

図 4. C0G/NP0 MLCC インピーダンスと自己共鳴

C0G/NP0 MLCC は理想的なコンデンサーではありません。その高周波特性は、容量 (C)、等価直列抵抗 (ESR)、および等価直列インダクタンス (ESL) によって決まります。 低周波数では、容量が支配され、周波数が上がるにつれてインピーダンスが減少します。 周波数がさらに増加すると、寄生インダクタンスがより重要になります。

ファクター	周波数の挙動に対する影響
容量	より高い容量は一般的に容量性インピーダンスを低下させます
ESR	損失を決定し、共鳴近くで最小インピーダンスに強く寄与する
ESL	高周波数でのインピーダンスの上昇を引き起こす
パッケージ/電極形状	寄生インダクタンスに影響を与え、したがって SRF に影響を与える
周波数	挙動が容量性、共鳴型、またはインダクタンスかを決定する

容量性リアクタンスとインダクタンスリアクタンスがバランスする点が自己共鳴周波数 (SRF) です。 SRF で、インピーダンスは最小に達し、主に ESR によって制限されます。 SRF を超えると、ESL が支配的となり、MLCC はコンデンサーではなくインダクターのように振る舞います。

SRFは静電容量と寄生インダクタンスの両方に依存し、概ねfSR = 1 ÷ (2π√LC)に従います。低いESLは一般にSRFを高く移動させます。パッケージのサイズ、端子の形状、内部電極構造、およびPCBの取り付けと相互接続のインダクタンスは、回路内共振およびインピーダンスを変更する可能性があるため、メーカーのSRFデータは実際のPCBレイアウトとともに評価する必要があります。寄生インダクタンスの削減が重要な設計目標である場合は、パッケージスタイル、端子の形状、取り付けレイアウト、および高周波キャパシタ選択に関するガイダンスについて、私たちの低ESL MLCC選択ガイドを参照してください。

C0G/NP0の低誘電損失と高Qは、RFおよび共振回路で有用ですが、ESR、ESL、インピーダンス、およびSRFは、正確な部品と動作周波数について確認する必要があります。

C0G/NP0 vs X7RおよびX5Rの電気的性能

C0G/NP0、X7R、およびX5Rは、異なる優先順位のために設計されたセラミック誘電体です。C0G/NP0は安定性と低損失を重視し、X7RとX5Rは高誘電率のクラスII材料を使用して、特定のパッケージサイズでより高い静電容量を提供します。

特徴	C0G/NP0	X7R	X5R
誘電体クラス	クラスI	クラスII	クラスII
温度特性	0 ±30 ppm/°C	±15%、−55°Cから+125°C	±15%、−55°Cから+85°C
DCバイアス静電容量損失	非常に小さい	部品依存、かなり大きくなる場合がある	部品依存、かなり大きくなる場合がある
加齢	無視できる	対数的な加齢	対数的な加齢
静電容量密度	低い	高い	高い
誘電損失	低い	高い	高い
Qファクター	一般に高い	低い	低い

主なトレードオフは静電容量密度と電気的安定性です。X5RとX7Rは小型パッケージでµF範囲の静電容量を提供できますが、その有効静電容量はDCバイアス、温度、および加齢によりより強く依存します。C0G/NP0は、より予測可能な静電容量と低い誘電損失を提供します。

高周波では、性能は静電容量、ESR、ESL、パッケージサイズ、電極形状、および自己共振周波数にも依存します。したがって、C0G/NP0はRFおよび共振回路に適しており、X5RとX7Rは一般に高いバルクまたはデカップリング静電容量が必要な場合に選択されます。

RF、共振、タイミング、精密回路用のC0G/NP0コンデンサの選択

図5. C0G/NP0の用途と周波数特性

C0G/NP0コンデンサを選択するには、公称静電容量を選ぶこと以上のことが必要です。タイミングおよび精密回路の場合、静電容量の公差と温度安定性が重要な要素となります。なぜなら、小さな値の変化がタイミング、フィルタ応答、または発振器の周波数を変化させる可能性があるからです。RFおよび共振回路の場合、Qファクター、ESR、インピーダンス、および自己共振周波数(SRF)が同様に重要になります。

選択パラメータ	確認項目
静電容量	必要な回路値
公差	回路に必要な精度
定格電圧	最大動作電圧プラス適切なマージン
Q / ESR	意図された周波数での損失
SRF	動作周波数に対する位置
パッケージサイズ	PCBスペースと寄生インダクタンス
周波数範囲	メーカーのインピーダンスとQデータ
ACおよびピーク電圧	正確なデータシートでDC、RMS、ピーク、トランジェント、および周波数依存の電圧制限を確認してください。
取り付けインピーダンス	コンデンサ、パッド、トレース、ビア、および電流戻り経路を考慮し、部品ESL単独を評価するのではなく、評価してください。

パッケージサイズはPCBスペースだけでなく、他の要素にも影響を与えます。異なるMLCCケースサイズは、異なる寄生インダクタンス、使用可能な静電容量、定格電圧、および取り付け要件を持つことができるため、パッケージは回路の電気的要件と一緒に選択する必要があります。公称寸法と一般的なEIAおよびメトリックパッケージコードについては、01005から2220までのサイズを網羅したMLCCサイズチャートを参照してください。

最終的な選択は、C0G/NP0の分類だけでなく、正確な部品の周波数特性に基づくべきです。パッケージの形状、電極の構造、キャパシタンス値、取り付け方がすべて高周波性能に影響を及ぼす可能性があります。

決定の要約：回路に低損失、高いQ、および温度、電圧、または周波数の変化に対して安定したキャパシタンスが必要な場合はC0G/NP0を選択してください。小型パッケージで大幅に高いキャパシタンス密度が主な要求事項であり、温度、DCバイアス、その他の動作条件によるキャパシタンスの変動を許容する場合はX7RまたはX5Rを選択してください。

参考文献

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[2] TDK株式会社、「MLCC（多層セラミックチップコンデンサ）に一般的に参照される温度特性は何ですか？」TDK製品センターFAQ。C0G、NP0、X5R、およびX7Rのコーディングをカバーし、C0Gは−55°Cから+125°C、TDK NP0は−55°Cから+150°Cで、両者とも±30 ppm/°Cです。2026年8月12日アクセス。

[3] 京セラAVXコンポーネンツ社、「C0G（NP0）誘電体。」EIA Class I分類、ネオジウム、サマリウムおよびその他の希土類酸化物、0 ±30 ppm/°Cの温度特性、微 negligibleなキャパシタンスドリフト、およびエイジング特性をカバーしています。2026年8月12日アクセス。

[4] 村田製作所、「セラミックコンデンサの温度特性とは何ですか？」コンデンサガイド、2012年10月15日。カルシウムジルコネートベースの温度補償誘電体と温度係数の挙動をカバーしています。2026年8月12日アクセス。

[5] 村田製作所、「静電容量の電圧特性について。」コンデンサガイド、2012年11月28日。パラエレクトリックC0G材料、強誘電体バリウムチタン酸Class II材料、DCバイアス効果、AC電圧特性をカバーしています。2026年8月12日アクセス。

[6] 村田製作所、「コンデンサにおけるインピーダンス/ESR周波数特性とは何ですか？」コンデンサガイド、2013年2月14日。キャパシタンス、ESR、ESL、インピーダンス、自己共振周波数、および容量性から誘導性の挙動をカバーしています。2026年8月12日アクセス。

[7] 村田製作所、「GJMシリーズ。」多層セラミックコンデンサの製品ラインアップ。VHF、UHF、マイクロ波、共振、調整、インピーダンスマッチング、および温度補償アプリケーション向けの高Q、低ESR MLCCをカバーしています。2026年8月12日アクセス。

[8] TDK株式会社、「C0G特性を持つ高電圧MLCCの特徴と代替ソリューションVol. 1。」TDKテクニカルライブラリー、ソリューションガイド。Class I C0Gの温度安定性、0 ±30 ppm/°Cの仕様、キャパシタンス密度のトレードオフ、および共振回路におけるC0Gの使用をカバーしています。2026年8月12日アクセス。