越来越多的应用要求电子产品能够在极端的环境下正常工作。在石油钻井、混合动力车辆和航空等应用例子中，电子元件必须工作在极高的温度下。例如，用来探寻油气储量的电子设备，可能需要遭受超过200℃的温度，同时还要受到剧烈的撞击和振动。

特殊的器件类型可能还有额外的要求。举例来说，这些应用中的电容器必须能提供大电流，并能工作在较大的电压范围内。被开发用于开关电源的新型多层陶瓷电容器技术，采用了特别的电介质材料以及耐高温焊接材料来满足极端的环境要求和电气要求。

在采用耐200℃高温的陶瓷材料之前，电子系统往往被放置在一个相对安全的环境，例如飞机机身的内部，甚至是温度可远程控制的隔离间。然而，这将增加电源与系统之间的距离，其结果是电力线缆产生很大的损耗，还需要更多的电能和额外的滤波器，来克服这些问题。例如，在喷气发动机内部安装陶瓷电容的情况并不罕见。

在三万五千英尺高的高空，空气温度大约是零下50℃ ，在这种环境中电源不会遭受过热。但是，在5-10分钟的时间内，一架飞机可以从高空的极低温环境转移到地面上温度相对较高(来自跑道和引擎的热量)的环境，使温度迅速增加40℃以上。同样，专门用于石油储备钻探设备也存在温度骤变的情况。

为满足这些要求， AVX公司开发出一种基于耐高温陶瓷的多层电容器，基于这种设计的电容器产品属于SMX系列。SMX器件适用于各种各样的条件，比如从25V到500V的直流电压，当直流电压为25V时，电容能达到340?F。实现这种技术必须克服很多设计约束。

多层陶瓷电容器在日常应用中必须能承受冲击和振动，而且能工作在200℃温度下。因此在这种多层结构里，使用了一种特殊的耐高温焊接材料来将多层结构中的引线连接到单独的电容器上。这种焊料的熔点超过250℃，接近300℃。采用X7R介质材料的传统电容器的另外一个缺点是，电容值会随温度的升高而减小。一些传统电容器的电容损耗将超过80%。由于采用特殊电介质材料，这种多层陶瓷电容器的电容损耗可以减小到为200℃时额定电容值的55%。

SMX系列电容器的一个重要特点是它们具有在不同温度(额定值为-55℃至200℃)和频率下保持电容值不变的固有特性。另外，这些电容器能承受在极端环境下和特殊应用中的剧烈冲击和振动。一般来说，由于电路板的弯曲或电路板中的其它机械应力，陶瓷电容器会产生裂缝。AVX公司开发了一种专利工艺以减少这些应力，同时允许电容器在应力环境下工作。此外，这些电容器具有极低的EDR和ESL，这使得它们成为大电流、大功率电路或吸收瞬态强电流的理想电容器。所有这些因素结合在一起，使它成为理想的缓冲器、输出/输入滤波器、直流变换器、退耦或旁路电容。

过去用在极端应用中的电容器技术有好几种，但主要是采用湿钽电容。多层陶瓷电容器的优势源自于它们所采用的电介质材料。一般来说，ESR最低的电容是陶瓷电容，通过平行堆叠陶瓷电容，不但可以得到更低的ESR，还可以提高耐大电流和吸收浪涌电流的能力。

例如，如表1所示，在电容损耗维持最小的同时，陶瓷电容器可以平滑的纹波幅值是具有同样电容量的钽电容器的3.5倍。陶瓷电容器在高频条件下的性能也得到了提高。表1还给出了高温条件下陶瓷电容器的其他主要优点。虽然没有列在表中，但在有较大波动的情况下，大多数陶瓷电容器的性能都要优于湿钽电容器。通常情况下，钽电容器比其他同容量的陶瓷电容器具有更高ESR，因而需要更大的电容值来抵消ESR效应。此外，陶瓷电容器没有极性，具有更大的使用自由度。最重要的是陶瓷电容器能承受很大的电流和电压波动，在如此大的电流和电压波动下，具有相同电容值的钽电容器很可能会发生灾难性故障。陶瓷电容器可适用于较大的频率范围，而典型的湿钽电容器的频率范围只有约1kHz。

很多工程师都会忽视的一个问题是电容器在运行条件下的电容损耗。这些运行条件包括频率，电压和温度。表1给出了在这些条件下的实验数据。

例如，如果设计要求10?F的电容，工程师常常要么选择具有更高电容值的电容器，要么并联多个电容器来弥补电容损耗。这两种选择都会显著增加设计成本，同时也会增加PCB的尺寸。

X7R电容器的运行温度是-55℃至125℃，X8R电容器的运行温度高达150℃，相对于X8R电介质，SMX系列电容器所用的电介质材料(X9U，拥有贵重金属电极系统)，使用户能在高达200℃的条件下运行并保持较高的电容量。从图2中的运行温度范围内的几个数据点可以看出，耐高温的X9U电容器的性能要优于典型的具有相同电容量的X8R电容器。

电容器的一个最关键特性是电容器可正常运行的时间是可预测的。举例来说，大型电解质输出电容器的可靠性是影响使用该电容器的SMPS的故障率的一个主要因素。常常用阿累氏马斯曲线(Arrhenius plot)来分析温度、潜热与故障率之间的关系。特别是，该曲线图可以给出任何一种变量的幅值，每个变量都是温度的函数。例如，在耐高温的电容器中，阿累氏马斯曲线可以用1000/T的函数来表示漏电流，其中T是以开尔文为单位的绝对温度(如图3)。这表明在自由电子被束缚的条件下，某些状态可能使电容器变得不稳定。

这些信息直接与电容器的平均寿命有关。与任何电子元件一样，器件所承受的电压或者温度越高，器件的寿命就越短。

平均寿命是电容器和电介质的一个关键设计参数。AVX公司对SMX系列的耐高温陶瓷电容器做了更进一步的测试。最初的测试是将器件进行加速试验，在这个试验中器件的平均运行寿命超过150万个小时，最初的实验结果表明，在200℃的温度和额度电压下，每1,000个小时的故障率为0.43%。在实际环境中的运行结果则更好，在实际运行的零故障时间超过20,000小时。

耐高温的陶瓷电容器可用于运行环境的温度超过150℃的多种应用领域中。在未来系统中，比如运行温度可能超过300 ℃的无人操纵的勘探平台，它们也将会成为一个有效的设计选择。