нієвих електролітичних, таких ж ємності і напруги, чи як кілька аналогічних танталових.
Однак, розвиток технологій дозволило до теперішнього часу відразу декільком фірмам заявити про досягнення ними ємності керамічних конденсаторів 100 мкФ і анонсувати початок виробництва приладів ще більших номіналів в кінці цього року. А супроводжує цей процес безперервне падіння цін на всі вироби цієї групи змушує уважніше придивитися до вчорашньої екзотиці, щоб не відстати від технічного прогресу і зберегти конкурентоспроможність.
Структура багатошарового керамічного конденсатора.
В
Кілька слів про технології. Говорячи про керамічних конденсаторах, ми будемо розглядати багатошарові керамічні структури. структура а на малюнку який ви побачите нижче бет показаний зріз з виробу одного з світових лідерів їх виробництва - японської фірми Murata.
Малюнок 2. Зріз структури конденсатора фірми Murata (збільшено) br/>
Ємність багатошарових керамічних конденсаторів визначається формулою:
.
де e0 - константа діелектричної проникності вакууму; e - константа діелектричної проникності, використовуваної в якості діелектрика кераміки; S0 - активна площа одного електрода; n - число шарів діелектрика; d - Товщина шару діелектрика. p> Таким чином, збільшення ємності конденсатора можна досягти зменшенням товщини шарів діелектрика, збільшенням числа електродів, їх активної площі і збільшенням діелектричної проникності діелектрика.
Зменшення товщини діелектрика і пов'язана з цим можливість збільшення кількості електродів - основний спосіб збільшення ємності керамічних конденсаторів. Але зниження товщини діелектрика приводить із зниження напруги пробою, тому конденсатори великої ємності на високу робоча напруга зустрічаються рідко.
Збільшення числа шарів діелектрика - процес, технологічно пов'язаний із зменшенням товщини одиничного шару. Наступний малюнок відображає технологічні тенденції останніх років у цій області, представлені фірмою Murata.
Взаємозалежність товщини шару діелектрика і числа шарів багатошарових конденсаторів. br/>В
Збільшення активної площі одного електрода - це збільшення габаритних розмірів конденсатора - вкрай неприємне явище, приводить до різкого зростання вартості виробу.
Збільшення діелектричної проникності при помітному збільшенні ємності призводить до істотного погіршення температурної стабільності та сильної залежності ємності від прикладеної напруги.
Тепер розглянемо можливості та особливості застосування керамічних конденсаторів великої ємності. Перед початком обговорення варто звернути увагу на вже наявні пропозиції і найближчі плани лідерів галузі фірм Murata і Samsung Electro-Mechanics, представлені в таблиці:
В
Природною областю застосування подібного спектра керамічних конденсаторів великої ємності може бути заміна ними танталових і алюмінієвих конденсаторів для поверхневого монтажу в схемах придушення пульсацій, поділу постійної і змінної складових електричного сигналу, інтегруючих ланцюжках. Однак, при цьому необхідно враховувати принципові відмінності між цими групами деталей, що роблять, в більшості випадків, безглуздими заміни виду електролітичний конденсатор "номінал x напругу "на керамічний конденсатор аналогічного" номіналу x напруги ". Розглянемо коротко основні причини цього. p> Частотні властивості конденсаторів визначає залежність їх імпедансу і еквівалентного послідовного опору (ESR) від частоти. Типові Залежно такого роду для керамічних, танталових і алюмінієвих конденсаторів наведені нижче на малюнках.
В
В
Суттєва різниця в імпедансі керамічних конденсаторів на частотах вище 1 кГц з алюмінієвими електролітичними і понад 10 Гц з танталовими конденсаторами дозволяє в деяких випадках використовувати для згладжування пульсацій напруги номінали меншої ємності для отримання аналогічного ефекту. Дані, що характеризують різницю у величині згладжування паразитних синусоїдальних пульсацій різних частот конденсаторами різного типу, але однакової ємності 10 мкФ, дані в таблиці.
В
Таким чином, для забезпечення однакового з танталові конденсатором в 10 мкФ рівня придушення пульсацій частотою 1 МГц можна використовувати керамічний конденсатор ємністю 1,0-2,2 мкФ. Економія місця на платі і грошей очевидна.
Низька еквівалентний послідовний опір і пов'язані з ним малі втрати дозволяють значно сильніше навантажувати керамічні конденсатори, ніж електролітичні, не викликаючи при цьому критичного для деталі розігріву, незважаючи на їх значно скромніші габаритні розміри. Порівняльні криві розігріву конденсаторів струмами пульсації різної частоти наведені нижче на малюнках.
В
Ще одним чималим плюсом керамічних конденсаторів є їх здатність витримувати короткочасні високі напруги перевантаження, багаторазово перевищують номінальні. Хто вибирав згладжуючі конден...
