Condensateur céramique : Qu'est-ce que c'est?
Qu'est-ce qu'un condensateur céramique?
Le condensateur céramique est le condensateur le plus couramment utilisé dans un circuit électronique. Il est utilisé en raison de sa petite taille physique et de sa grande capacité de stockage de charge. Le condensateur céramique tire son nom de l'utilisation de la céramique comme milieu diélectrique.
Nous appelons les condensateurs céramiques les « chevaux de trait » des condensateurs à haute fréquence. C'est un condensateur sans polarité, et par conséquent, il n'y a pas de marquage de polarité sur les condensateurs céramiques, contrairement au cas d'un condensateur électrolytique.
Il peut donc être facilement utilisé dans les circuits alternatifs. Les condensateurs céramiques sont généralement fabriqués avec des valeurs allant de 1 pF à 100 μF et des tensions de travail en courant continu allant de 10 volts à 5000 volts.
Types de condensateurs céramiques
Du point de vue de la construction, il peut être subdivisé en deux groupes
Condensateur céramique disque
Condensateur céramique multicouche (MLCC)
Condensateur céramique disque
Les condensateurs céramiques disques se composent généralement de deux disques conducteurs de chaque côté d'une pièce d'isolant céramique, avec une tige attachée à chaque plaque, et recouverts d'une couche inerte et imperméable de composition céramique.
Les condensateurs de type disque ont une grande capacité par unité de volume. Ils sont disponibles jusqu'à une valeur de 0,01 μF. Ils ont des tensions nominales allant jusqu'à 750 V en courant continu et 350 V en courant alternatif.
Condensateur céramique multicouche
Les condensateurs céramiques multicouches (MLCC) sont composés de plusieurs couches de matériau céramique, souvent du titanate de baryum, séparées par des électrodes métalliques interdigitées. Cette construction place de nombreux condensateurs en parallèle.
Certains MLCC contiennent des centaines de couches céramiques ; chaque couche se comporte comme un condensateur céramique unique. Cela signifie qu'un MLCC comprend plusieurs couches de matériau céramique, généralement du titanate de baryum, séparées par des électrodes métalliques, comme illustré.
Les contacts terminaux sont pris aux deux extrémités de la structure. Certains MLCC contiennent des centaines de couches céramiques, chacune ayant seulement quelques micromètres d'épaisseur.
La capacité totale de la structure serait le produit de la capacité de chaque couche et du nombre total de couches dans le condensateur.
La construction multicouche, combinée à la technologie de montage en surface, peut produire des condensateurs à haute fréquence presque idéaux. Certains petits MLCC (par exemple, des dizaines de pico-farads) peuvent avoir des fréquences de résonance propres dans les gammes de plusieurs gigahertz.
La plupart des MLCC ont des valeurs de capacité de 1 μF ou moins avec des tensions nominales de 50 V ou moins. L'espace réduit entre les couches limite la tension nominale.
Cependant, l'espace réduit combiné à un grand nombre de couches a permis aux fabricants de produire des MLCC de plus grande valeur, avec des capacités comprises entre 10 et 100 pF. Les MLCC sont d'excellents condensateurs à haute fréquence et sont couramment utilisés pour le filtrage à haute fréquence ainsi que pour les applications de découplage logique numérique.
Les condensateurs céramiques à haut K (K = constante diélectrique) ne sont que des condensateurs à moyenne fréquence. Ils sont relativement instables en fonction du temps, de la température et de la fréquence. Leur principal avantage est un rapport capacité-volume plus élevé, comparé à celui des condensateurs céramiques standards.
Ils sont généralement utilisés dans des applications non critiques pour le bypass, le couplage et le blocage. Un autre inconvénient est que les transitoires de tension peuvent les endommager.
Il n'est donc pas recommandé de les utiliser comme condensateurs de bypass directement sur une alimentation électrique à faible impédance.
Avantages du condensateur céramique
Les avantages des condensateurs céramiques incluent :
Toute taille ou forme est disponible sur le marché.
En même temps, les condensateurs céramiques sont peu coûteux.
Ils sont également légers.
Ils peuvent être conçus pour résister à des tensions suffisamment élevées (jusqu'à 100 V).
Leur performance est fiable.
Ils sont adaptés à l'utilisation dans les circuits intégrés hybrides.
Inconvénients du condensateur céramique
Les inconvénients des condensateurs céramiques incluent :
Des condensateurs céramiques à très haute tension ne sont pas disponibles.
Des valeurs de capacité élevées ne sont pas possibles.
Applications du condensateur céramique
Les condensateurs céramiques à permittivité moyenne et élevée sont utilisés pour les applications de bypass et de découplage ou de discrimination de fréquence où le facteur Q
