Танталові конденсатори

Танталові конденсаториСьогодні всім дуже широко відомі конденсатори на основі електроліту. Але далеко не всі знають, що існує ще один вид конденсаторів – на основі танталового діелектрика. А між тим це не заслужено, танталові конденсатори відрізняються досить непоганими експлуатаційними характеристиками. Про них ми і поговоримо сьогодні, розглянемо переваги і недоліки, а також основні види і принцип роботи.

Анод цього конденсатора являє собою танталовий порошок, ретельно очищений. Він спресований і нагрітий у вакуумі до дуже високих температур, майже до двох тисяч градусів. Під таким впливом тантал змінює структуру і стає схожий за своїми властивостями на пористу губку. Пориста структура дозволяє завдяки своїм властивостям охопити досить велику площу внутрішньої частини конденсатора. А як ви, ймовірно, знаєте, саме величина площі обкладки, а також величина товщини діелектричної прокладки і впливають на показники ємності конденсаторів.

Типи танталових конденсаторів

Цей вид конденсаторів, у свою чергу, підрозділяється на дві великі групи в залежності від типу покриття – перші покриваються діоксидом марганцю, а другі – полімерними покриттями.
Найчастіше конденсатори на основі танталу першого виду (з діоксидом магнію) характеризують у порівнянні з алюмінієвими аналогами. Ця технологія вважається більш дорогою, ніж з використанням алюмінію, але і відрізняється кращими характеристиками. Так як електроліт вже сухий, то не виникне проблеми з його висиханням, як це буває у алюмінієвих конденсаторів. Ще у числі переваг танталових пристроїв з використанням діоксиду магнію варто відзначити більш низьку величину опору при роботі на високій частоті до сотні кілогерц. Це властивість досить важливо, коли застосовується імпульсний джерело живлення. Крім того, ці конденсатори з магнієм досить стабільні при роботі в різних температурних режимах. Скажімо, в діапазоні від -55 до +120 вони змінюють величину ємності не більше, ніж на 15 %, що є досить хорошим показником. Але варто відзначити і їх недолік, а це падіння ємності при збільшенні частоти. Також подібний конденсатор дуже активно реагує на перевантаження напруги. Якщо ви не створите достатнього запасу по потужності, то конденсатор може закоротити при перепаді напруги. В цьому випадку відбувається спалах білого кольору і починає йти дим.

Тепер пару слів про танталових конденсаторах з покриттям з полімерів. Це поєднання дозволяє використовувати відразу дві переваги – високі ємності цього типу конденсаторів у поєднанні з відмінною провідністю, яка властива сучасним полімерним матеріалам. Такі конденсатори застосовуються при поверхневому монтажі. Надзвичайно висока провідність полімерів сприяє тому, що на основі цих конденсаторів можна створювати джерела живлення невеликих розмірів і відносно недорогі, які здатні працювати з малим напругою (до 10 ват).

Принцип пристрою і роботи танталового конденсатора

В результаті процесу електрохімічного окислення відбувається формування діелектрика, в ролі якого виступає похідна танталу – його пентаоксид. Він утворює плівку на поверхні анода з танталу. Це плівка не є провідником струму, це відрізняє її від кристалічного пентаоксида тантала, який є гарним провідником.Танталові конденсатори

Треба сказати, що ця плівка надзвичайно тонка, вона вимірюється в нанометрах або ангстремах (це 110 нанометра). Так от товщина нашої плівки може бути 10-100 нанометрів. Товщина діелектричного шару у традиційного алюмінієвого конденсатора в сто разів більше, якщо проводити таке порівняння.
Так як найчастіше в якості твердотільного електроліту застосовується все ж діоксид магнію, то ми зупинимося саме на цій структурі. Він наноситься на порошок танталу і діелектрика. Потім склад нагрівають і в результаті окислення і відновлення утворюється твердий шар електроліту. Після цього на нього наносять шар графіту, що дозволяє поліпшити контакт з висновком катода. Фінальним шаром наносять металевий шар, досить часто використовується срібний шар.

Після цього отриману основу пресують в компаунді. Конденсатор готовий до використання.
Для визначення ESR конденсаторів використовується при низькій частоті значення опору діелектрика, а при високій – значення опору електроліту. Якщо його проаналізувати, то можна побачити, що при високій частоті це значення стає менше. У зв’язку з цим танталові конденсатори широко застосовуються в імпульсних джерелах. І так як вони відрізняються великою чутливістю до перевищення напруги, то варто використовувати цей вид конденсаторів в схемі, коли напруга робоче суттєво нижче значення номінального. Максимальне значення номінальної напруги танталових конденсаторів, яке сьогодні можна знайти становить 75В.

Розміри танталових конденсаторів

Варто знати, що маркування танталових конденсаторів безпосередньо пов’язана з їх розміром. Так, три послідовні цифри у маркуванні вказують на ємність конденсатора. При цьому варто зазначити, що останньою цифрою позначається кількість нулів, які потрібно додати, щоб отримати реальну ємність в пикофарадах.

Рядком нижче, як правило, вказується значення номінальної напруги.
Крім того, значення типорозмірів корпусів конденсаторів і рекомендації за розміром контактних майданчиків для споювання можна подивитися в таблиці нижче. Розміри наведено в міліметрах і милях (0,0254 мм). Скорочення L, W, H, Wl, A позначають відповідно довжину, ширину, висоту корпуса, ширину і довжину контактної майданчики. EIA Codeвключает дані за розміром корпусу, перші дві цифри – довжина, другі дві – ширина і дві останні – висота. У другому стовпці наведено заводський код.Танталові конденсатори

Поділитися з друзями
Ремонт та вироби своїми руками