Keramický kondenzátor: Co to je?
Co je keramický kondenzátor?
Keramický kondenzátor je nejčastěji používaným kondenzátorem v elektronických obvodech. Keramický kondenzátor se používá díky své malé fyzické velikosti a velké schopnosti ukládat náboj. Název keramický kondenzátor pochází z použití keramiky jako dielektrika.
Keramické kondenzátory nazýváme "pracovními koněmi" vysokofrekvenčních kondenzátorů. Je to kondenzátor bez polarizace, proto na keramických kondenzátorech není žádné označení polarizace, na rozdíl od případu elektrolitického kondenzátoru.
Tímto lze snadno použít v AC obvodech. Keramické kondenzátory jsou obvykle vyráběny s hodnotami od 1 pF do 100 μF a pracovním napětím DC od 10 voltů do 5000 voltů.
Typy keramických kondenzátorů
Z hlediska konstrukce se mohou rozdělit do dvou skupin:
Diskový keramický kondenzátor
Vícesvrstvový keramický kondenzátor (MLCC)
Diskový keramický kondenzátor
Diskové keramické kondenzátory obvykle tvoří dva vodiče na každé straně kusu keramického izolačního materiálu, jeden vodič je připojen k každé desce, a jsou pokryty nějakou inertní, vodotěsnou vrstvou z nějaké keramické směsi.
Diskové typy kondenzátorů mají vysokou kapacitanci na jednotku objemu. Jsou dostupné až do hodnoty 0,01 μF. Mají napěťové hodnocení až 750 V DC a 350V pro AC.
Vícesvrstvový keramický kondenzátor
Vícesvrstvové keramické kondenzátory (MLCC) jsou složeny z více vrstev keramického materiálu, často titanátu bariu, oddělených interdigitovanými kovovými elektrodami. Tato konstrukce umisťuje mnoho kondenzátorů paralelně.
Některé MLCC obsahují stovky vrstev keramiky; každá vrstva se chová jako samostatný keramický kondenzátor. To znamená, že MLCC se skládá z více vrstev keramického materiálu, obvykle titanátu bariu, oddělených kovovými elektrodami, jak je znázorněno.
Kontakty terminálů jsou vyvedeny z obou konců struktury. Některé MLCC obsahují stovky vrstev keramiky, každá vrstva má jen několik mikrometrů tloušťky.
Celková kapacitance struktury by byla součinem kapacitance každé vrstvy a celkovým počtem vrstev v kondenzátoru.
Konstrukce vícesvrstvového kondenzátoru, kombinovaná s technologií povrchové montáže, může vytvářet téměř ideální vysokofrekvenční kondenzátory. Některé malé hodnoty (např. desítky pikofaradů) povrchově montované MLCC mohou mít vlastní rezonanční frekvence v řádu několika gigahertz.
Většina MLCC má hodnoty kapacitance 1 μF nebo nižší s napěťovými hodnoceními 50V nebo nižší. Malé mezery mezi vrstvami omezují napěťové hodnocení.
Nicméně, malé mezery v kombinaci s velkým počtem vrstev umožňují výrobci vyrábět MLCC s většími hodnotami kapacitance v rozsahu 10 až 100 pf. MLCC jsou vynikající vysokofrekvenční kondenzátory a jsou běžně používány pro vysokofrekvenční filtrace a také pro dekuplovací aplikace digitální logiky.
High-K (K = dielektrická konstanta) keramické kondenzátory jsou pouze středněfrekvenční kondenzátory. Jsou relativně nestabilní vzhledem k času, teplotě a frekvenci. Jejich hlavní výhodou je vyšší poměr kapacitance k objemu, oproti standardním keramickým kondenzátorům.
Jsou obvykle používány v nekritických aplikacích pro obejití, spojení a blokování. Další nevýhodou je, že je mohou poškodit náhlé změny napětí.
Proto není doporučeno používat je jako obejití přímo napříč nízkoodporovým zdrojem napájení.
Výhody keramického kondenzátoru
Výhody keramických kondenzátorů zahrnují:
Jakákoli velikost nebo tvar je dostupná na trhu.
Současně jsou keramické kondenzátory levné.
Jsou lehké.
Mohou být navrženy tak, aby odolaly dostatečně vysokému napětí (až 100V).
Jejich výkon je spolehlivý.
Jsou vhodné pro použití v hybridních integrovaných obvodech.
Nevýhody keramického kondenzátoru
