Radioelectronică pentru începători
Design-ul și caracteristicile de condensatoare cu tantal
În prezent, în plus față de condensatoare electrolitice din aluminiu bine cunoscute utilizate în domeniul electronicii pentru tantal de condensatoare electrolitice activ cu un dielectric.
Să aflăm cum condensatorul electrolitic tantal, precum și a studia punctele forte și punctele slabe sale. Aici este tantal cip condensator SMD 1 uF capacitate și tensiune de 35V.
După cum știți, pe capacitatea condensatorului afectează zona plăcilor. și grosimea dielectricului. care se află între ele.
Formarea dielectric.
Mai mult, în producția de dielectric condensator este format. Acest lucru se face prin oxidare electrochimica.
Prin variația tensiunii aplicate, formează grosimea dorită a stratului dielectric.
Pe suprafața anodului tantal poros este format cel mai subțire filmul dielectric - tantal pentoxid TA2 O5. Din cauza acestui oxid este posibil să se obțină o peliculă foarte subțire și non-conductoare. Rețineți că izolatorul obținut are o structură amorfă și nu conduce curentul. Există, de asemenea, un cristalin TA2 O5. dar, spre deosebire de el amorf este conductorul. Rețineți această caracteristică.
Pentru comparație. La aluminiu obișnuit condensator electrolitic grosime dielectric este un pic mai mic de 1 micron (1 micron = 0,000 001 m). Acest lucru este de 100 de ori mai mare decât grosimea filmului subțire de tantal pentaoxid de 10 nanometri.
electrolit solid-state.
Electrolitul folosit în condensatoare cu tantal cu dioxid de mangan MnO2. Acest oxid este un material semiconductor solid-state.
Structura spongioasă Pulberea rezultată sinterizate anterior tantal având un strat dielectric format a fost impregnat cu sărurile de mangan. Apoi, folosind o reacție redox prin încălzirea stratului electrolit solid a fost format. Procesul se repetă de câteva ori.
Proprietățile catodului tantal condensator.
Structura rezultată este presată în compusul. Asta pentru că, în general, dispozitivul caută și tehnologie pentru fabricarea condensatoare cu tantal.
ESR condensatoare cu tantal.
ESR tantal condensator la frecvențe joase determinate de rezistența dielectric TA2 O5. și la frecvențe înalte determină deja rezistența electrolitului MnO2.
După cum se știe, impedanța (capacitate) scade odată cu creșterea frecvenței până la gama de frecvențe de megahertzi. Dar, din moment ce rezistența electrolitului MnO2. care este de asemenea inclusă în ESR scade odată cu creșterea temperaturii, de asemenea, scade la frecvențe mai mari ESR.
Datorită acestui fapt, condensatoare cu tantal funcționează bine în comutare surse de alimentare, frecvența de lucru este de 100 kHz. La frecvențe înalte le ESR foarte mici.
Dezavantaje de condensatoare cu tantal.
O caracteristică de condensatoare cu tantal este pentaoxid de tantal, care are o structură amorfă și nu conduce curentul. Dar, asta e cristalul TA2 O5 este un excelent conductor. Sub influența temperaturii ambiante și o tensiune ridicată în porțiunile izolatoare sunt formate cu cristaline TA2 O5. Acest lucru duce la o creștere bruscă a curenților de scurgere și defalcare.
La câmpuri mici cristalizarea TA2 O5 efect de recuperare se poate manifesta. A crescut curent prin regiune defalcare determină o încălzire puternică și, ca urmare, reacții chimice în structura electrolit solid MnO2. Ca rezultat, mai multe modificări neconductiv format oxid de mangan (MnO). Astfel, locul defalcare „blocat“ curent de oxid de neconductiv.
defect condensator pot fi cauzate de nu numai funcționarea în medii dure.
Este, de asemenea, cauza defalcarea poate fi:
Deteriorările mecanice la dielectric în producerea, de exemplu, șocuri și vibrații;
Deteriorare a stratului dielectric în timpul formării electrolit solid. Ca rezultat al formării electrolitului determină o reacție chimică cu eliberare de căldură și gaz, datorită acestui izolator poate fi deteriorat.
Oricine, chiar și cel mai pur materialul este pornit și poluarea. Și o pulbere de tantal are o contaminare de impurități sub formă de fier, calciu, carbon, etc. Dacă stratul dielectric este prea subțire pentru a acoperi porțiuni de contaminare, în locul prezenței impurităților formate și defalcarea scurgerilor.
Prezența incluziuni cristaline de oxid de tantal, care pot fi formate în timpul producției sau să fie rezultatul unei slabe calități a materiilor prime.
Caracteristici ale aplicării condensatoare cu tantal.
În prezent, există condensatoare cu tantal într-o largă vinde la tensiune nominală până la 75V. După cum sa dovedit, condensatoare cu tantal sunt foarte sensibile la excesul de tensiune nominală. Observațiile au arătat că, dacă reduce tensiunea de operare la 50%, atunci rata de eșec este redus cu 5%. Acesta este motivul pentru care sunt recomandate pentru a fi utilizate în aplicații în care tensiunea de funcționare este sub tensiunea nominală.
De obicei, condensatoare cu tantal se găsesc pe plăcile cu circuite imprimate sub formă de SMD-componente de culoare galben-portocaliu. În ciuda dimensiunilor sale modeste, acestea au o capacitate de cateva zeci - sute de microfarazi și proiectate pentru o tensiune de lucru de 4 până la 75 de volți. Din partea terminalului pozitiv asupra corpului lor de a aplica banda.
condensatoare cu tantal pentru montare în găurile au de obicei o formă de lacrimă, acoperit cu un compus galben-portocaliu și au eticheta borna pozitivă laterală într-o linie.
Marcarea condensatoare cu tantal similare cu marcarea ceramică. Capacitatea este indicată de trei cifre, acesta din urmă se referă la numărul de zerouri. Astfel, recordul 226 ne spune că capacitatea este de 22 de milioane de pF = 22 000 = 22 nF microfarazi. Tensiunea nominală (tensiunea nominală) indicate mai jos. În continuare, fotografia arată, tensiunea condensatorului este de 35 de volți (eticheta 35).
Pe unele condensatoare și alte marcaje. După capacitanță valoare numerică, receptorii p litere (micro), și după tensiunea nominală condensator V litera indicată.
Fotografia arată un 10 microfarazi tantal condensator capacitate și tensiune nominală de 16V.