Танталовый чип конденсатор: как устроен, из чего состоит, для чего нужен

Оглавление:

Танталовый чип конденсатор – электролитический конденсатор, где алюминиевая фольга заменена на оксид тантала. Конденсаторы имеют компактные размеры, большую удельную емкость и низкий ток утечки. Конденсаторы с маркировкой Low ESR позволяют работать с высокими токами пульсаций.

Какой материал используется при производстве конденсаторов.

Тантал химический элемент с атомным номером 73, металл серого цвета с температурой плавления 2800С. Оксид тантала образует плотную пленку со стабильными диэлектрическими параметрами. С помощью толщины пленки можно влиять на диэлектрические характеристики, это свойство используют при изготовлении танталовых конденсаторов. При изготовлении конденсаторов также могут применять полипропилен, однослойную и многослойную керамику, алюминиевую фольгу, бумагу и другие материалы.

Область использования танталовых чип конденсаторов.

Отличительная особенность танталовых чип конденсаторов - компактные размеры и возможность автоматического SMD-монтажа. Но, основное предназначение полярного чип конденсатора - это форматирование и сглаживание пиков импульсов сигнала.

Основные области применения: DC/DC конвекторы, звуковые платы, смартфоны, ноутбуки, навигаторы, телеком, промышленная автоматика, сервера, бытовая электроника, цифровые камеры, автомобили, военное применение.

Внутренняя структура танталового чип конденсатора.

Танталовый конденсатор является твердотельным электролитическим конденсатором. Анод конденсатора производится из гранул тантала и имеет аморфное строение. Гранулы спекаются в печи из порошка тантала при температуре свыше +2000С, обладают высокой емкостью при малых размерах.

Диэлектриком служит слой оксида тантала. Окисление получают электрохимическим методом, а толщину в микронах регулируют величиной напряжения. Диэлектрик содержит кристаллическую структуру и обладает значительным электрическим сопротивлением.

Электролитом является полупроводниковый материал (диоксид марганца), который получают из солей марганца. С торца на диоксид марганца наносят графит и серебром, полученная контактная площадка катода заливается в корпус из компаунда.

Особенности танталовых конденсаторов.

Достоинства:

Недостатки:

Выход из строя танталовых конденсаторов.

Неправильная эксплуатация приводит к выходу из строя. Высокий пусковой ток может изменить аморфную структуру «пентоксида» тантала на кристаллическую и диэлектрик становится проводником. Пробой диэлектрика влечет увеличение тока утечки и пробой конденсатора. Диоксид марганца при выделении кислорода может привести к возгоранию. В случаях, когда площадь кристаллизованного «пентоксида» тантала небольшая - происходит эффект самовосстановления. Оксид марганца вокруг кристаллизованного участка нейтрализует его проводимость.

Танталовые Low ESR конденсаторы имеют низкое значение «эквивалентного последовательного сопротивления», это позволяет работать с большими токами пульсаций. Основные используемые типоразмеры C и D.

Бюджетным аналогом являются неполярные многослойные керамические конденсаторы большой емкости, имеющие низкое значение последовательного сопротивления (ESR) для больших частот, и наименьший ток утечки.

Полимерные танталовые чип конденсаторы.

Структурно полимерные конденсаторы состоят из танталового анода, диэлектрика из оксида тантала (Ta2O5), катодом служит токопроводящий органический полимер. В результате конденсатор имеет улучшенные емкостные характеристики на высоких частотах и при этом обладает низким ESR. Исключается возгорание при работе в аварийном режиме. Возможность использования рабочего напряжения до 90% от номинального, низкая чувствительность к импульсам тока, повышенная надежность и как следствие увеличенный срок службы. Полимерные конденсаторы Hongda серии CA55 имеют высокую емкостную стабильность в широком частотном диапазоне, работают при температурах от -55 до +155С, это позволяет применять конденсаторы в промышленной автоматике, преобразователях напряжения и телекоммуникационном оборудовании.

Размеры, корпус и основные параметры конденсаторов.

Рекомендуемые значения рабочих напряжений серии CA42 (Hongda) Табл.1

Работа конденсатора при повышенном напряжении существенно снижает срок жизни. Значения в таблице верны для температуры окружающей среды не выше 85С.

Мах. допустимое среднеквадратичное напряжение (Urms) Табл.2[BR]Рассчитывается по формуле Urms = (Upp-Ubias) / √2

Общие требования хранения и безопасной эксплуатации: