Keramyczny kondensator: Co to jest?
Co to jest ceramiczny kondensator?
Ceramiczny kondensator to najczęściej używany kondensator w obwodach elektronicznych. Ceramiczny kondensator jest wykorzystywany ze względu na swoją małą fizyczną wielkość i dużą zdolność do przechowywania ładunku. Nazwa ceramiczny kondensator pochodzi od zastosowania ceramiki jako dielektryka.
Nazywamy ceramiczne kondensatory „pracowitymi końmi” wśród wysokoczęstotliwościowych kondensatorów. Jest to kondensator bez polaryzacji, dlatego nie ma oznaczeń polaryzacji na ceramicznych kondensatorach, w przeciwieństwie do elektrolitowego kondensatora.
Dzięki temu można go łatwo stosować w obwodach przemiennych. Ceramiczne kondensatory są zazwyczaj produkowane w wartościach od 1 pF do 100 μF i napięciach roboczych DC od 10 V do 5000 V.
Typy ceramicznych kondensatorów
Pod względem konstrukcyjnym można je podzielić na dwie grupy
Ceramiczny dyskowy kondensator
Wielowarstwowy ceramiczny kondensator (MLCC)
Ceramiczny dyskowy kondensator
Ceramiczne dyskowe kondensatory zazwyczaj składają się z dwóch przewodzących dysków po obu stronach kawałka izolatora ceramicznego, jednego przewodnika przyłączonego do każdej płytki, i pokryte są innym, wodoodpornym powłoką ceramiczną.
Kondensatory typu dyskowego mają wysoką pojemność na jednostkę objętości. Dostępne są w wartościach do 0,01 μF. Mają napięcia nominalne do 750 V DC i 350 V w przypadku AC.
Wielowarstwowy ceramiczny kondensator
Wielowarstwowe ceramiczne kondensatory (MLCC) składają się z wielu warstw materiału ceramicznego, często tlenku barytu, oddzielonych wzajemnie przenikającymi elektrodami metalowymi. Ta konstrukcja umieszcza wiele kondensatorów równolegle.
Niektóre MLCC zawierają setki warstw ceramicznych; każda warstwa zachowuje się jak pojedynczy ceramiczny kondensator. Oznacza to, że MLCC składa się z wielu warstw materiału ceramicznego, zazwyczaj tlenku barytu, oddzielonych elektrodami metalowymi, jak pokazano.
Kontakty terminalne są pobierane z obu końców struktury. Niektóre MLCC zawierają setki warstw ceramicznych, każda warstwa ma tylko kilka mikrometrów grubości.
Całkowita pojemność struktury wynosiłaby iloczyn pojemności każdej warstwy i całkowitej liczby warstw w kondensatorze.
Konstrukcja wielowarstwowego kondensatora, połączona z technologią montażu na powierzchni, może tworzyć prawie idealne wysokoczęstotliwościowe kondensatory. Niektóre małe (np. dziesiątki pikofaradów) kondensatory MLCC montowane na powierzchni mogą mieć częstotliwości rezonansowe w zakresie wielu gigaherców.
Większość kondensatorów MLCC ma pojemności 1 μF lub mniej z napięciami nominalnymi 50V lub mniej. Małe odstępy między warstwami ograniczają napięcie nominalne.
Jednak małe odstępy w połączeniu z dużą liczbą warstw pozwoliły producentom tworzyć kondensatory MLCC o większych wartościach pojemności w zakresie 10 do 100 pF. Kondensatory MLCC są doskonałymi wysokoczęstotliwościowymi kondensatorami i są powszechnie stosowane do filtrowania wysokich częstotliwości oraz dekuplacji cyfrowej logiki.
Wysoko-K (K = stała dielektryczna) ceramiczne kondensatory to tylko średnioczęstotliwościowe kondensatory. Są one stosunkowo niestabilne w czasie, temperaturze i częstotliwości. Ich główną zaletą jest wyższe stosunek pojemności do objętości w porównaniu z standardowymi ceramicznymi kondensatorami.
Są one zwykle stosowane w niekrytycznych aplikacjach do pomijania, sprzęgania i blokowania. Inną wadą jest to, że przejścia napięcia mogą je uszkodzić.
Z tego powodu nie zaleca się ich użycia jako kondensatorów pomijających bezpośrednio na niskoprzewodnym źródle zasilania.
Zalety ceramicznego kondensatora
Zalety ceramicznych kondensatorów obejmują:
Dostępne są dowolne rozmiary i kształty na rynku.
Tymczasem, ceramiczne kondensatory są tanie.
Są lekkie.
Mogą być zaprojektowane do wytrzymywania wystarczająco wysokiego napięcia (do 100 V).
Ich działanie jest niezawodne.
Są odpowiednie do użytku w hybrydowych układach scalonych.
Wady ceramicznego kondensatora
Wady ceramicznych kondensatorów obejmują:
