Ce este un condensator de tantal - Diferențe și aplicațiile sale

Un tantal performant condensator oferă designerilor o soluție fiabilă și stabilă de înaltă capacitate. Cu aproape 60 de ani de utilizare, condensatorii Tantalum sunt angajați în dezvoltarea diferitelor aplicații pentru industrii precum avionica militară și comercială, automatizarea industrială și sistemele de control, electronice medicale critice și implantabile, smartphone-uri, laptopuri, desktop-uri și notebook-uri. Laboratoarele Bell, la începutul anilor 1950, au inventat condensatoare solide de tantal ca un condensator de susținere de joasă tensiune extrem de avansat și foarte fiabil. Acest articol discută o prezentare generală a condensatorului de tantal.

Ce este condensatorul de tantal?

Un condensator electrolitic de tantal cuprinde un metal de tantal - care acționează ca un anod, căptușit într-un strat de oxid anodic de oxid - utilizat ca dielectric, care este închis în continuare fie de un electrolit lichid, fie solid ca un catod. Deoarece dioxidul de mangan (MnO2) oferă caracteristici de auto-vindecare pentru a asigura fiabilitatea pe termen lung, este utilizat ca catod .

tantal-condensator

Condensatoarele de tantal sunt extrem de stabile, mai mici și mai ușoare și au tensiune de lucru și capacitate maximă mai mici. Acești condensatori scurg mai puțin curent și au mai puțin inductanţă , prin urmare, acestea nu sunt potrivite pentru circuitele de cuplare de înaltă frecvență.

Polaritate și marcaje

polaritatea și marcajele condensatorului de tantal sunt discutate mai jos.

• Condensatoarele de tantal sunt condensatoare polarizate înnăscute cu plumb pozitiv și negativ și sunt adecvate cu sursele de curent continuu. Polaritatea și marcajele condensatorilor facilitează identificarea anodului și a catodului.
• Două benzi și un semn pozitiv ajută la identificarea valorii capacității și a tensiunii maxime de lucru.
• Cu toate acestea, cea mai mare valoare din stânga dezvăluie valoarea capacității în microfarade (uF). De exemplu, valoarea din figura de mai jos este de 2,2 uF.
• Tensiunea sub valoarea capacității este tensiunea maximă de lucru a unui condensator, adică 25V.
• Un semn pozitiv (+) este observat sub banda lungă. Combinația dintre o bandă lungă și un semn „+” indică faptul că această parte are un cablu / anod pozitiv, în timp ce cealaltă parte indică un cablu / catod negativ.
• Tensiunea inversă sau conexiunea greșită ar putea deteriora condensatorul.
• Tantal Electrolitic
• Defecțiunea condensatorului de tantal

În Reverse Bias Behavior of Surface Mount Solid, Tantalum Condensatoare explică faptul că condensatoarele Tantal sunt proiectate să funcționeze numai în condiții de tensiune directă și nu funcționează dacă se aplică o tensiune inversă, care include pornirea rapidă de la un circuit cu impedanță redusă sau apariția unui vârf de curent în timpul funcționării sale.

Modul de eșec al condensatorului

Lucrarea publicată de ASM International afirmă clar că Condensator de tantal modul de eșec este împărțit în trei principale categorii

Scurgeri mari / scurte

Aplicarea tensiunii inverse poate produce curenți mari de scurgere, care apar în general în timpul depanării, defecțiunilor și / sau testării pe bancă. Condensatoarele de tantal cu cristalizare cauzează defectarea scurtcircuitului din cauza punctelor fierbinți formate în timpul cristalizării încălzește catodul.

Rezistență ridicată a seriei echivalente (ESR)

VSH-ul unui condensator este puternic afectat de mecanic / termomecanic dacă este expus la montarea pe placă, pick-and-place, reflow și durata de viață a aplicației. Un astfel de tip de stres este adesea compromis în conexiunile externe și / sau interne, ducând la ESR ridicat.

Capacitate scăzută / deschis

Deoarece capacitatea unui condensator de tantal nu se schimbă în condiții normale de funcționare, eșecul este mai puțin frecvent. Capacitatea inferioară a unui condensator Tantal în orice aplicație poate fi o indicație a unui condensator scurtcircuitat, în timp ce eșecul deschis poate fi rezultatul unei conexiuni compromise a cablului pozitiv și a cablului.

condensator-cauze-comune-de-tantal

Mărimi și utilizări SMD

Condensator de tantal oferă caracteristici majore precum stabilitate extremă, fiabilitate și scurgeri de curent reduse. Aceste caracteristici permit aplicarea condensatoarelor în -

dimensionare-de-tantal-condensator

• Probați și mențineți circuitul pentru a obține o durată lungă de menținere
• Decuplarea șinei de alimentare cu energie electrică oferă o eficiență mai mare cu un VSH mai mic
• Sisteme de ambalare extrem de eficiente
• Aplicații legate de industriile militare și aerospațiale
• Dispozitive medicale care susțin viața
• Echipamente spațiale pentru o fiabilitate mai mare

Plăci de bază pentru alimentare electrică filtrarea, și multe altele în general, cel mai mare număr de condensatori de tantal sunt produse în masă ca condensator cu cip de tantal sub formă de SMD (dispozitiv de montare pe suprafață). Este proiectat cu suprafețe de contact pe ambele părți ale carcasei. În conformitate cu standardele EIA-5335-BAAC, condensatoarele cu cip Tantalum sunt proiectate și produse în diferite stiluri.

Diferențe între tantal și condensator ceramic

condensator de tantal și ceramică sunt discutate mai jos.

În domeniul electronicii, tantalul și condensatoarele ceramice sunt larg acceptate pentru a proiecta diverse aplicații adecvate. Să vedem mai jos diferențele dintre ambele.

Avantaje și dezavantaje

Lista avantajelor și dezavantajelor unui condensator solid de tantal include următoarele

Avantajele sunt: ​​Durată lungă de viață, temperatură ridicată rezistenţă , performanță excelentă, precizie ridicată, eficiență în filtrarea armonicelor de înaltă frecvență.

Dezavantajele sunt: ​​Având un strat foarte subțire de oxid, care nu este robust, nu poate rezista la tensiuni peste limite, cu un curent de ondulare scăzut.

Aplicații ale condensatorului de tantal

Condensatoare de tantal oferă diverse avantaje și, prin urmare, sunt utilizate în diverse aplicații, în special în electronica modernă pentru o stabilitate mai mare pentru a rezista la o gamă de temperaturi și frecvențe, fiabilitate pe termen lung și eficiență volumetrică record.

Un condensator de tantal este o componentă solicitantă pentru implanturile cardio pentru a simți automat bătăile neregulate ale inimii și pentru a oferi un contrasoc electric în câteva secunde. Acest condensator își găsește poziția în cele mai exigente verticale din industrie, cum ar fi medicale, telecomunicații, aerospațiale, militare, auto și computere.

Întrebări frecvente

1). Numiți câteva aplicații ale condensatoarelor de tantal umed?

Este utilizat în industrii precum telecomunicații, avionică, spațiu, medicale, telecomunicații, aplicații pentru consumatori.

2). Ce este tensiunea de supratensiune în ceea ce privește condensatorul de tantal?

O tensiune de supratensiune este cea mai mare tensiune care poate fi aplicată unui condensator pentru o perioadă mai scurtă în circuitele care au rezistență de serie minimă.

3). Ce este tensiunea inversă? Ce se întâmplă cu condensatorul de tantal atunci când se aplică o tensiune inversă?

Tensiunea inversă este locul în care tensiunea electrodului anodului este negativă în ceea ce privește tensiunea catodului. Cu o tensiune inversă, un curent de scurgere inversă curge în micro-fisuri mici sau defecte de-a lungul stratului dielectric către anodul condensatorului.

4). Care sunt diferitele dielectrice utilizate la fabricarea condensatorului de tantal?

• Electrolit cu dioxid de mangan
• Pentoxid de tantal, Ta2O5
• Pentoxid de niobiu, Nb2O5

5). Explicați marcajul de polaritate al unui condensator de tantal

Polaritatea și marcajele condensatorilor facilitează identificarea anodului și a catodului.

• Două benzi și un semn pozitiv ajută la identificarea valorii capacității și a tensiunii maxime de lucru.
• Cu toate acestea, cea mai mare valoare din stânga dezvăluie valoarea capacității în microfarade (uF). De exemplu, valoarea din figura de mai jos este de 2,2 uF.
• Tensiunea sub valoarea capacității este tensiunea maximă de lucru a unui condensator, adică 25V.
• Un semn pozitiv (+) este observat sub banda lungă. Combinația dintre o bandă lungă și un semn „+” indică faptul că acest site are un cablu / anod pozitiv, în timp ce cealaltă parte indică un cablu / catod negativ.
• O tensiune inversă sau o conexiune greșită ar putea deteriora condensatorul.

6). Definiți impedanța

Impedanța este rezistența totală în ohmi a oricărei rețele la o anumită frecvență, inclusiv părți unghiulare atât ale realului, cât și ale imaginii.

7). Oferiți o diferență între Tantal și condensatorul ceramic.

În condensatorul Tantal, instabilitatea capacității nu se manifestă în ceea ce privește tensiunea aplicată, în timp ce condensatorul ceramic prezintă modificări ale capacității în ceea ce privește tensiunea aplicată.

Cu toate acestea, condensatorii Tantalum sunt de încredere de către designeri ca componente fiabile. Caracteristicile sale îmbunătățite, cum ar fi greutatea redusă, scurgerile de curent reduse și capacitatea mare pe volum permit utilizarea capacității într-o mare varietate de aplicații. condensator de tantal ar trebui să fie conectat corespunzător pentru a evita orice deteriorare.

Scurgeri mari / scurte, ESR și capacitate scăzută / Deschis sunt cele trei motive principale pentru defectarea condensatorului. Producătorii și proiectanții trebuie să se asigure că asigură protecție împotriva fiabilității pe termen lung. Oferind trăsături remarcabile, condensatorii Tantalum trebuie utilizați în aproape toate industriile pentru a dezvolta o aplicație adecvată.