Керамічний конденсатор
Керамі́чний конденса́тор — конденсатор, у якому як діелектрик використано керамічний матеріал. Керамічні конденсатори є природним елементом практично будь-якої електронної схеми. Вони мають здатність працювати з сигналами мінливої полярності, хороші частотні характеристики, малі втрати, незначні струми витоку, невеликі габаритні розміри й низьку вартість. Там же, де ці вимоги перетинаються, вони практично незамінні. Але проблеми, пов'язані з технологією їх виробництва, відводили цьому типу конденсаторів нішу пристроїв малої ємності. Керамічний конденсатор на 10 мкФ ще недавно сприймався як дивовижна екзотика, і коштувало таке диво, як жменя алюмінієвих електролітичних тих же ємності і напруги, чи як кілька аналогічних танталових. Однак розвиток технологій дав змогу відразу декільком фірмам заявити про досягнені їхніми керамічними конденсаторами ємності в 100 мкФ і анонсувати початок виробництва ще більших значень. А безперервне падіння цін на всі вироби цієї групи змушує уважніше придивитися до вчорашньої екзотики, щоб не відстати від технічного прогресу і зберегти конкурентоспроможність[1].
З розвитком напівпровідникових технологій в 1950-х були розроблені багатошарові конденсатори з використанням легованої сегнетокераміки. Цей «багатошаровий керамічний конденсатор» (англ. multi-layer ceramic capacitor, MLCC) був компактним і запропонував високі ємності конденсаторів в менших корпусах, ніж трубчаті і дискові. Ці керамічні чип-конденсатори були рушійною силою переходу від технології монтажу електронних пристроїв в наскрізні отвори до поверхневого монтажу в 1980-х. Поляризовані електролітичні конденсатори можуть бути замінені неполяризованими керамічними конденсаторами, що спрощує монтаж. Станом на 2012 рік, більш ніж 1012 MLCC виготовлялось щороку. Поряд зі стилем керамічних чип-конденсаторів, керамічні дискові конденсатори часто використовуються як конденсатори безпеки в додатках для придушення електромагнітних завад. Крім цього, великі керамічні конденсатори живлення для високої напруги або високочастотних пристроїв передавача також повинні бути знайдені. Нові розробки в області керамічних матеріалів були зроблені з антисегнетокераміки. Цей матеріал має нелінійний фазовий перехід, який дозволяє збільшити зберігання енергії з вищою об'ємною ефективністю. Вони використовуються для зберігання енергії (наприклад, в детонаторах)
Конденсатори з неорганічним діелектриком можна розділити на три групи: низьковольтні, високовольтні і зневадні. Обкладки виконуються у вигляді тонкого шару металу, нанесеного на діелектрик шляхом безпосередньої його металізації, або у вигляді тонкої фольги.
Група низьковольтних конденсаторів охоплює низькочастотні і високочастотні конденсатори.
За призначенням вони поділяються на три типи:
- тип 1 — конденсатори, призначені для використання в резонансних контурах або інших колах, де малі втрати і висока стабільність ємності мають істотне значення ;
- тип 2 — конденсатори, призначені для використання в колах фільтрів, блокування і розв'язки або інших колах, де малі втрати і висока стабільність ємності не мають істотного значення ;
- тип 3 — керамічні конденсатори з бар'єрним шаром, призначені для роботи в тих же колах, що і конденсатори типу 2, але мають дещо менше значення опору ізоляції і більше значення тангенса кута діелектричних втрат, що обмежує область застосування низькими частотами.
Зазвичай конденсатори типу 1 вважаються високочастотними, а типів 2 і 3 — низькочастотними. Визначеної межі за частотою між конденсаторами типів 1 і 2 не існує. Високочастотні конденсатори працюють в колах з частотою до сотень мегагерц, а деякі типи використовують в гігагерцовому діапазоні[2].
Температурний коефіцієнт залежності ємності керамічних конденсаторів типу 1 зазвичай виражається іменами, на кшталт «NP0», «N220» і т. д. Ці імена включають температурний коефіцієнт (α). У стандарті IEC/EN 60384-8/21, температурний коефіцієнт і толерантність замінено літерним кодом (див. таблицю).
| Ceramic names |
Temperature coefficient α 10−6 /K |
α-Tolerance 10−6 /K |
Sub- class |
IEC/ EN- letter code |
EIA letter code |
|---|---|---|---|---|---|
| P100 | 100 | ±30 | 1B | AG | M7G |
| NP0 | 0 | ±30 | 1B | CG | C0G |
| N33 | −33 | ±30 | 1B | HG | H2G |
| N75 | −75 | ±30 | 1B | LG | L2G |
| N150 | −150 | ±60 | 1B | PH | P2H |
| N220 | −220 | ±60 | 1B | RH | R2H |
| N330 | −330 | ±60 | 1B | SH | S2H |
| N470 | -470 | ±60 | 1B | TH | T2H |
| N750 | −750 | ±120 | 1B | UJ | U2J |
| N1000 | −1000 | ±250 | 1F | QK | Q3K |
| N1500 | −1500 | ±250 | 1F | VK | P3K |
| Символьний код
Нижній робочий діапазон температур. |
Цифровий код
Верхній діапазон температур. |
Символьний код Зміна ємності в діапазоні температур. |
|---|---|---|
| X = −55 °C (−67 °F) | 4 = +65 °C (+149 °F) | P = ±10 % |
| Y = −30 °C (−22 °F) | 5 = +85 °C (+185 °F) | R = ±15 % |
| Z = +10 °C (+50 °F) | 6 = +105 °C (+221 °F) | S = ±22 % |
| 7 = +125 °C (+257 °F) | T = +22/−33 % | |
| 8 = +150 °C (+302 °F) | U = +22/−56 % | |
| 9 = +200 °C (+392 °F) | V = +22/−82 % |
- ↑ Конденсаторы [Архівовано 19 грудня 2013 у Wayback Machine.](рос.)
- ↑ Классификация и система условных обозначений конденсаторов. Архів оригіналу за 19 грудня 2013. Процитовано 18 грудня 2013.