Un tantalio ad alte prestazioni condensatore offre ai progettisti una soluzione affidabile e stabile ad alta capacità. Con quasi 60 anni di utilizzo, i condensatori al tantalio sono impiegati nello sviluppo di varie applicazioni per industrie come avionica militare e commerciale, automazione industriale e sistemi di controllo, elettronica medica critica e impiantabile, smartphone, laptop, desktop e computer notebook. I Bell Laboratories, all'inizio degli anni '50, inventarono i condensatori al tantalio solido come condensatori di supporto a bassa tensione altamente avanzati e di grande affidabilità. Questo articolo discute una panoramica del condensatore al tantalio.
Cos'è il condensatore al tantalio?
Un condensatore elettrolitico al tantalio comprende un metallo al tantalio - che funge da anodo, orlato in uno strato di ossido di ossido anodico - impiegato come dielettrico, che è ulteriormente racchiuso da un elettrolita liquido o solido come un catodo. Poiché il biossido di manganese (MnO2) offre caratteristiche di autoriparazione per garantire l'affidabilità a lungo termine, viene utilizzato come catodo .
condensatore al tantalio
I condensatori al tantalio sono estremamente stabili, più piccoli e leggeri e hanno una tensione e una capacità massima di lavoro inferiori. Questi condensatori perdono meno corrente e ne hanno meno induttanza , quindi, non sono adatti per circuiti di accoppiamento ad alta frequenza.
Polarità e contrassegni
Il polarità e contrassegni del condensatore al tantalio sono discussi di seguito.
- I condensatori al tantalio sono condensatori polarizzati per natura con conduttore positivo e negativo e sono adatti con alimentazioni CC. La polarità e le marcature sui condensatori facilitano l'identificazione dell'anodo e del catodo.
- Due bande e un segno positivo aiutano a identificare il valore della capacità e la massima tensione di lavoro.
- Tuttavia, il valore più in alto a sinistra rivela il valore di capacità in microfarad (uF). Ad esempio, il valore nella figura riportata di seguito è 2,2 uF.
- La tensione al di sotto del valore di capacità è la massima tensione di lavoro di un condensatore, cioè 25V.
- Si nota un segno positivo (+) sotto la fascia lunga. La combinazione di una banda lunga e un segno '+' indica che questo lato ha un cavo / anodo positivo, mentre l'altro lato indica un cavo / catodo negativo.
- La tensione inversa o il collegamento errato potrebbero danneggiare il condensatore.
- Elettrolitico al tantalio
- Condensatore al tantalio guasto
In comportamento di polarizzazione inversa del solido a montaggio superficiale, tantalio Condensatori spiega che i condensatori al tantalio sono progettati per funzionare solo in condizioni di polarizzazione della tensione diretta e non funzionano se viene applicata una tensione inversa, che include l'accensione rapida da un circuito a bassa impedenza o il verificarsi di un picco di corrente durante il suo funzionamento.
Modalità di guasto del condensatore
Il documento pubblicato da ASM International lo afferma chiaramente Condensatore al tantalio la modalità di guasto è divisa in tre principali categorie
Alta perdita / corto
L'applicazione della tensione inversa può produrre correnti di dispersione elevate, che generalmente si verificano durante la risoluzione dei problemi, i malfunzionamenti e / o le prove al banco. I condensatori al tantalio con cristallizzazione provocano un cortocircuito a causa dei punti caldi formati durante la cristallizzazione che riscaldano il catodo.
Alta resistenza in serie equivalente (ESR)
L'ESR di un condensatore è fortemente influenzato da fattori meccanici / termomeccanici se esposto a montaggio su scheda, pick-and-place, reflow e durata dell'applicazione. Questo tipo di stress è spesso compromesso nelle connessioni esterne e / o interne, portando a un ESR elevato.
Bassa capacità / aperto
Poiché la capacità di un condensatore al tantalio non cambia in condizioni operative normali, il guasto è raro. La capacità inferiore di un condensatore al tantalio in qualsiasi applicazione può essere un'indicazione di un condensatore in cortocircuito, mentre un guasto aperto può essere il risultato di un cavo positivo danneggiato e di una connessione del filo compromessa.
comuni-cause-di-tantalio-condensatore
Dimensioni e usi SMD
Condensatore al tantalio offre caratteristiche importanti come stabilità estrema, affidabilità e bassa dispersione di corrente. Queste caratteristiche consentono di applicare condensatori in -
dimensionamento del condensatore al tantalio
- Circuito di campionamento e mantenimento per ottenere una lunga durata di tenuta
- Disaccoppiamento della guida di alimentazione che offre maggiore efficienza con ESR inferiore
- Sistemi di confezionamento estremamente efficienti
- Applicazioni relative alle industrie militari e aerospaziali
- Dispositivi medici salvavita
- Equipaggiamento spaziale per una maggiore affidabilità
Schede madri per Alimentazione elettrica filtraggio, e molti più in generale, il maggior numero di condensatori al tantalio sono prodotti in serie come condensatori con chip al tantalio sotto forma di SMD (dispositivo a montaggio superficiale). È progettato con superfici di contatto su entrambi i lati di una custodia. Seguendo gli standard EIA-5335-BAAC, i condensatori con chip al tantalio sono progettati e prodotti in diversi stili.
Codice EIA metrico | L ± 0,2 (millimetro) | W ± 0,2 (millimetro) | H max (millimetro) | Codice EIA pollici | Codice caso AVX | Codice caso Kemet | Codice caso Vishay |
| EIA 1608-08 | 1.6 | 0.8 | 0.8 | 0603 | - | - | - |
| EIA 1608-10 | 1.6 | 0.85 | 1.05 | 0603 | L | - | M, M0 |
| VIA 2012-12 | 2.05 | 1.35 | 1.2 | 0805 | R | R | NEL |
| VIA 2012-15 | 2.05 | 1.35 | 1.5 | 0805 | P | - | R |
| EIA 3216-10 | 3.2 | 1.6 | 1.0 | 1206 | PER | io | Q, A0 |
| EIA 3216-12 | 3.2 | 1.6 | 1.2 | 1206 | S | S | - |
Differenze tra tantalio e condensatore ceramico
Il tantalio e condensatore ceramico sono discussi di seguito.
Nel campo dell'elettronica, i condensatori al tantalio e ceramici sono ampiamente accettati per progettare varie applicazioni adatte. Vediamo di seguito le differenze tra i due.
| Condensatore al tantalio | Condensatore ceramico |
| L'instabilità della capacità non viene mostrata riguardo alla tensione applicata | La capacità cambia in base alla tensione applicata |
| Mostra un cambiamento di capacità lineare correlato alla temperatura | Mostra la variazione di capacità più non lineare relativa alla temperatura |
| I condensatori al tantalio non subiscono un processo di invecchiamento simile | Alla fine mostra una diminuzione logaritmica della capacità nota come invecchiamento |
| Sono classificati in base alla dispersione di corrente continua (o DCL). | In genere specificano la resistenza di isolamento. |
Vantaggi e svantaggi
L'elenco dei vantaggi e degli svantaggi di un condensatore al tantalio solido include quanto segue
I vantaggi sono: lunga durata, alta temperatura resistenza , prestazioni eccellenti, alta precisione, efficienza nel filtraggio delle armoniche ad alta frequenza.
Gli svantaggi sono: avere uno strato di ossido molto sottile che non è robusto, non può resistere a tensioni superiori ai limiti, bassa corrente di ripple.
Applicazioni del condensatore al tantalio
Condensatori al tantalio offrono vari vantaggi e, pertanto, vengono utilizzati in varie applicazioni, in particolare nell'elettronica moderna per una maggiore stabilità per resistere a una gamma di temperature e frequenze, affidabilità a lungo termine ed efficienza volumetrica record.
Un condensatore al tantalio è un componente esigente per gli impianti cardio per rilevare automaticamente i battiti cardiaci irregolari e dare una controscossa elettrica in pochi secondi. Questo condensatore trova la sua posizione nei settori verticali più esigenti come medicale, telecomunicazioni, aerospaziale, militare, automobilistico e computer.
Domande frequenti
1). Nome di alcune applicazioni dei condensatori al tantalio bagnato?
Viene utilizzato in settori quali telecomunicazioni, avionica, spazio, medicina, telecomunicazioni e applicazioni di consumo.
2). Qual è il picco di tensione in termini di condensatore al tantalio?
Una sovratensione è la tensione più alta che può essere applicata a un condensatore per un periodo più breve in circuiti con una resistenza in serie minima.
3). Cos'è la tensione inversa? Cosa succede al condensatore al tantalio quando viene applicata una tensione inversa?
La tensione inversa è dove la tensione dell'elettrodo anodico è negativa rispetto alla tensione del catodo. Con una tensione inversa, una corrente di dispersione inversa fluisce in piccole microfessure o difetti attraverso lo strato dielettrico fino all'anodo del condensatore.
4). Quali sono i vari dielettrici utilizzati per fabbricare il condensatore al tantalio?
- Elettrolita di biossido di manganese
- Pentossido di tantalio, Ta2O5
- Pentossido di niobio, Nb2O5
5). Spiegare la polarità contrassegnata da un condensatore al tantalio
La polarità e le marcature sui condensatori facilitano l'identificazione dell'anodo e del catodo.
- Due bande e un segno positivo aiutano a identificare il valore della capacità e la massima tensione di lavoro.
- Tuttavia, il valore più in alto a sinistra rivela il valore di capacità in microfarad (uF). Ad esempio, il valore nella figura riportata di seguito è 2,2 uF.
- La tensione al di sotto del valore di capacità è la massima tensione di lavoro di un condensatore, cioè 25V.
- Si nota un segno positivo (+) sotto la fascia lunga. La combinazione di una banda lunga e un segno '+' indica che questo sito ha un cavo / anodo positivo, mentre l'altro lato indica un cavo / catodo negativo.
- Una tensione inversa o un collegamento errato potrebbero danneggiare il condensatore.
6). Definisci l'impedenza
L'impedenza è la resistenza totale in ohm di qualsiasi rete a una frequenza specifica, comprese le parti angolari sia del reale che dell'immaginario.
7). Fornire una differenza tra il tantalio e il condensatore ceramico.
Nel condensatore al tantalio, l'instabilità della capacità non è mostrata riguardo alla tensione applicata, mentre il condensatore ceramico mostra cambiamenti di capacità riguardo a una tensione applicata.
Tuttavia, i condensatori al tantalio sono considerati componenti affidabili dai progettisti. Le sue caratteristiche migliorate come il peso inferiore, la bassa dispersione di corrente e l'elevata capacità per volume consentono di utilizzare la capacità in un'ampia varietà di applicazioni. Il condensatore al tantalio deve essere collegato in modo appropriato per evitare danni.
Alta dispersione / cortocircuito, ESR e Bassa capacità / Apertura sono i tre motivi principali del guasto del condensatore. Produttori e progettisti devono garantire la protezione contro e l'affidabilità a lungo termine. Offrendo caratteristiche eccezionali, i condensatori al tantalio possono essere utilizzati in quasi tutti i settori per sviluppare un'applicazione adeguata.
