Condensatore ceramico: Cos'è?
Cos'è un condensatore ceramico?
Il condensatore ceramico è il condensatore più comunemente utilizzato in un circuito elettronico. Viene impiegato a causa delle sue piccole dimensioni fisiche e della sua grande capacità di accumulo di carica. Il condensatore ceramico prende il nome dall'uso della ceramica come mezzo dielettrico.
Chiamiamo i condensatori ceramici i "cavalli da lavoro" dei condensatori ad alta frequenza. È un condensatore senza polarità, pertanto non vi sono segni di polarità sui condensatori ceramici, diversamente dal caso di un condensatore elettrolitico.
Pertanto, può essere facilmente utilizzato in circuiti AC. I condensatori ceramici vengono solitamente prodotti con valori compresi tra 1 pF e 100 μF e con tensioni di lavoro in corrente continua (DC) comprese tra 10 volt e 5000 volt.
Tipi di Condensatore Ceramico
Dal punto di vista costruttivo, può essere suddiviso in due gruppi
Condensatore a disco ceramico
Condensatore ceramico multistrato (MLCC)
Condensatore a Disco Ceramico
I condensatori a disco ceramico sono solitamente costituiti da due dischi conduttori su ciascun lato di un pezzo di isolante ceramico, con un terminale collegato a ciascun disco, e ricoperti da una vernice inerte e impermeabile composta da qualche materiale ceramico.
I condensatori a disco hanno una capacitance elevata per unità di volume. Sono disponibili fino a un valore di 0,01 μF. Hanno rating di tensione fino a 750 V DC e 350V per AC.
Condensatore Ceramico Multistrato
I condensatori ceramici multistrato (MLCC) sono composti da più strati di materiale ceramico, spesso di titanato di bario, separati da elettrodi metallici interdigitati. Questa costruzione colloca molti condensatori in parallelo.
Alcuni MLCC contengono centinaia di strati ceramici; ogni strato si comporta come un singolo condensatore ceramico. Ciò significa che un MLCC è composto da più strati di materiale ceramico, comunemente di titanato di bario, separati da elettrodi metallici come mostrato.
I contatti terminali sono presi da entrambe le estremità della struttura. Alcuni MLCC contengono centinaia di strati ceramici, ognuno spesso solo pochi micron.
La capacitance totale della struttura sarebbe il prodotto della capacitance di ogni strato e del numero totale di strati nel condensatore.
La costruzione a strati multipli, quando combinata con la tecnologia di montaggio superficiale, può produrre quasi ideali condensatori ad alta frequenza. Alcuni MLCC di piccola capacitance (ad esempio, decine di pico-farad) possono avere frequenze di risonanza propria nell'intervallo di gigahertz.
La maggior parte degli MLCC ha valori di capacitance di 1μF o inferiori con rating di tensione di 50V o inferiori. La piccola distanza tra gli strati limita il rating di tensione.
Tuttavia, la piccola distanza combinata con un gran numero di strati ha permesso ai produttori di realizzare MLCC di maggiore valore con capacitance comprese tra 10 e 100 pF. Gli MLCC sono eccellenti condensatori ad alta frequenza e sono comunemente utilizzati per applicazioni di filtraggio ad alta frequenza e per la decoupling di logica digitale.
I condensatori ceramici ad alto-K (K = costante dielettrica) sono solo condensatori di media frequenza. Sono relativamente instabili rispetto al tempo, alla temperatura e alla frequenza. Il loro principale vantaggio è un rapporto capacitance-volume superiore, rispetto a quello dei condensatori ceramici standard.
Sono solitamente utilizzati in applicazioni non critiche per bypass, accoppiamento e blocco. Un altro svantaggio è che i transitori di tensione possono danneggiarli.
Non è quindi consigliato utilizzarli come condensatori di bypass direttamente su una fonte di alimentazione a bassa impedenza.
Vantaggi del Condensatore Ceramico
I vantaggi dei condensatori ceramici includono:
Qualsiasi dimensione o forma è disponibile sul mercato.
Contemporaneamente, i condensatori ceramici sono economici.
Sono leggeri.
Possono essere progettati per resistere a tensioni sufficientemente elevate (fino a 100V).
La loro performance è affidabile.
Sono adatti per l'uso in circuiti integrati ibridi.
Svantaggi del Condensatore Ceramico
Gli svantaggi dei condensatori ceramici includono:
Non sono disponibili condensatori ceramici ad altissima tensione.
Valori di capacitance molto elevati non sono possibili.
Applicazioni del Condensatore Ceramico
I condensatori ceramici a permittività media e alta sono utilizzati per applicazioni di bypass e decoupling o per discriminazione di frequenza dove il fattore Q e la stabilità non sono questioni principali.
Fonte: Electrical4u.
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