ตัวเก็บประจุเซรามิก: คืออะไร

อะไรคือตัวเก็บประจุเซรามิก

ตัวเก็บประจุเซรามิกเป็นตัวเก็บประจุที่ใช้มากที่สุดในวงจรไฟฟ้า เนื่องจากมีขนาดเล็กและสามารถเก็บประจุได้มาก ตัวเก็บประจุเซรามิกได้ชื่อนี้มาจากวัสดุที่ใช้เป็นตัวกลางคือเซรามิก

เราเรียกตัวเก็บประจุเซรามิกว่า "เครื่องมือหลัก" ของตัวเก็บประจุความถี่สูง เป็นตัวเก็บประจุที่ไม่มีขั้ว ดังนั้นไม่มีการระบุขั้วบนตัวเก็บประจุเซรามิกเหมือนกับตัวเก็บประจุอิเล็กโตรไลต์.

ดังนั้นสามารถใช้งานได้ง่ายในวงจร AC ตัวเก็บประจุเซรามิกโดยทั่วไปผลิตในค่าต่างๆ จาก 1pF ถึง 100μF และแรงดันทำงาน DC จาก 10 โวลต์ ถึง 5000 โวลต์

ประเภทของตัวเก็บประจุเซรามิก

ตามโครงสร้างสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม

1. ตัวเก็บประจุเซรามิกแผ่น

2. ตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้น (MLCC)

ตัวเก็บประจุเซรามิกแผ่น

ตัวเก็บประจุเซรามิกแผ่น โดยทั่วไปประกอบด้วยแผ่นนำไฟฟ้าสองแผ่นที่อยู่ทั้งสองด้านของวัสดุฉนวนเซรามิก หนึ่งสายต่อเข้ากับแต่ละแผ่น และเคลือบด้วยสารป้องกันน้ำบางชนิดที่ทำจากเซรามิก

ตัวเก็บประจุแบบแผ่นมีความจุสูงต่อปริมาตร มีให้เลือกจนถึงค่า 0.01 μF สามารถใช้งานได้กับแรงดันสูงสุด 750 V DC และ 350V สำหรับ AC

ตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้น

ตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้น (MLCCs) ประกอบด้วยชั้นของวัสดุเซรามิกหลายชั้น โดยมักจะเป็นไทเทเนียมบาริอัม แยกออกจากกันด้วยขั้วไฟฟ้าโลหะที่ซ้อนกัน โครงสร้างนี้ทำให้มีตัวเก็บประจุหลายตัวเชื่อมต่อกันแบบขนาน

บาง MLCCs มีชั้นเซรามิกหลายร้อยชั้น แต่ละชั้นทำงานเหมือนตัวเก็บประจุเซรามิกเดี่ยว หมายความว่า MLCC ประกอบด้วยชั้นเซรามิกหลายชั้น ทั่วไปแล้วเป็นไทเทเนียมบาริอัม แยกออกจากกันด้วยขั้วไฟฟ้าโลหะ

ขั้วต่อปลายทางถูกนำมาจากทั้งสองด้านของโครงสร้าง บาง MLCCs มีชั้นเซรามิกหลายร้อยชั้น แต่ละชั้นมีความหนาเพียงไม่กี่ไมโครเมตร

ความจุรวมของโครงสร้างจะเป็นผลคูณของความจุของแต่ละชั้นและจำนวนชั้นทั้งหมดในตัวเก็บประจุ

การสร้างตัวเก็บประจุหลายชั้น เมื่อรวมกับเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว สามารถผลิตตัวเก็บประจุความถี่สูงที่แทบจะสมบูรณ์แบบ ตัวเก็บประจุ MLCC ขนาดเล็ก (เช่น หลายสิบ pico-farads) สามารถมีความถี่สั่นตัวเองในช่วงหลาย GHz

ตัวเก็บประจุ MLCC ส่วนใหญ่มีค่าความจุ 1μF หรือน้อยกว่า พร้อมแรงดันสูงสุด 50V หรือน้อยกว่า การห่างระหว่างชั้นจำกัดแรงดันสูงสุด

อย่างไรก็ตาม การห่างระหว่างชั้นที่เล็กและจำนวนชั้นที่มากทำให้ผู้ผลิตสามารถผลิต MLCC ที่มีค่าความจุสูงในช่วง 10 ถึง 100 pF ตัวเก็บประจุ MLCC เป็นตัวเก็บประจุความถี่สูงที่ยอดเยี่ยมและมักใช้ในการกรองความถี่สูงและการแยกวงจรดิจิตอล

ตัวเก็บประจุเซรามิกที่มีค่า K สูง (K = ค่าคงที่ของตัวกลาง) เป็นตัวเก็บประจุความถี่กลางเท่านั้น ไม่เสถียรต่อเวลา อุณหภูมิ และความถี่ ข้อดีหลักคือมีอัตราส่วนความจุต่อปริมาตรสูงกว่าตัวเก็บประจุเซรามิกมาตรฐาน

มักใช้ในงานที่ไม่สำคัญสำหรับการข้าม การเชื่อมต่อ และการป้องกัน ข้อเสียอีกอย่างคือแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอาจทำให้เสียหาย

ดังนั้นไม่แนะนำให้ใช้เป็นตัวเก็บประจุข้ามตรงที่แหล่งจ่ายไฟที่มีความต้านทานต่ำ

ข้อดีของตัวเก็บประจุเซรามิก

ข้อดีของตัวเก็บประจุเซรามิก ได้แก่:

• มีขนาดและรูปร่างต่างๆ ให้เลือกในตลาด

• ในขณะเดียวกัน ตัวเก็บประจุเซรามิกมีราคาถูก

• มีน้ำหนักเบา

• สามารถออกแบบให้ทนแรงดันสูงได้ (สูงสุด 100V)

• ประสิทธิภาพการทำงานมั่นคง

• เหมาะสมสำหรับใช้ในวงจรรวมไฮบริด

ข้อเสียของตัวเก็บประจุเซรามิก

ข้อเสียของตัวเก็บประจุเซรามิก ได้แก่:

• ตัวเก็บประจุเซรามิกที่ทนแรงดันสูงมากไม่มีจำหน่าย

• ไม่สามารถผลิตความจุสูงได้

การใช้งานตัวเก็บประจุเซรามิก

ตัวเก็บประจุเซรามิกที่มีค่าความเป็นฉนวนกลางและสูง ใช้สำหรับการข้ามและแยกวงจร หรือการเลือกความถี่ที่ไม่จำเป็นต้องใช้ค่า Q factor และความเสถียรเป็นหลัก

แหล่งที่มา: Electrical4u.

คำแถลง: ขอให้เคารพผลงานต้นฉบับ บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อลบ