Los condensadores cerámicos también se denominan condensadores cerámicos o condensadores monolíticos. Como su nombre lo indica, los capacitores cerámicos son capacitores cuyo material dieléctrico es cerámico. Según los diferentes materiales cerámicos, se puede dividir en dos tipos: condensadores cerámicos de baja frecuencia y condensadores cerámicos de alta frecuencia. Según la clasificación de la estructura, se puede dividir en condensadores de disco, condensadores tubulares, condensadores rectangulares, condensadores de chip, condensadores de paso, etc.
Introducción
Su forma es mayoritariamente de chapa, existiendo también tubulares, redondas y otras formas.
Condensadores cerámicos are a general term for capacitors with ceramic materials as the medium. There are many varieties, and the dimensions vary greatly. According to the voltage used, it can be divided into high-voltage, medium-voltage and low-voltage ceramic capacitors. According to the temperature coefficient, the dielectric constant can be divided into negative temperature coefficient, positive temperature coefficient, zero temperature coefficient, high dielectric constant, low dielectric constant, etc. In addition, there are classification methods of type I, type II and type III. Compared with other capacitors, general ceramic capacitors have the advantages of high operating temperature, large specific capacity, good moisture resistance, small dielectric loss, and the temperature coefficient of capacitance can be selected in a wide range. Widely used in electronic circuits, the amount is very considerable.
Clasificación y características de los condensadores cerámicos.
1. Condensadores cerámicos semiconductores
La miniaturización de los condensadores significa que los condensadores pueden obtener la mayor capacidad posible en el menor volumen posible, que es una de las tendencias en el desarrollo de condensadores. Para los componentes del condensador de separación, existen dos enfoques básicos para la miniaturización, es decir, aumentar la constante dieléctrica del material dieléctrico tanto como sea posible y reducir el espesor de la capa dieléctrica tanto como sea posible.
Entre los materiales cerámicos, la constante dieléctrica de las cerámicas ferroeléctricas es muy alta, pero cuando se usan cerámicas ferroeléctricas para fabricar capacitores cerámicos ferroeléctricos ordinarios, es difícil hacer que el dieléctrico cerámico sea muy delgado. En primer lugar, debido a la baja resistencia de la cerámica ferroeléctrica, es fácil de romper cuando es delgada y es difícil llevar a cabo operaciones de producción reales. En segundo lugar, cuando el medio cerámico es muy delgado, es fácil causar varios defectos estructurales y el proceso de producción es muy difícil.
El capacitor cerámico de capa superficial utiliza una capa aislante muy delgada formada en la superficie de la cerámica semiconductora como BaTiO3 como capa dieléctrica, y la cerámica semiconductora en sí puede considerarse como un circuito en serie del dieléctrico. El grosor de la capa superficial aislante de los condensadores cerámicos de capa superficial fluctúa entre 0,01 y 100 μm según el método y las condiciones de formación. Esto no solo utiliza la alta constante dieléctrica de las cerámicas ferroeléctricas, sino que también reduce de manera efectiva el espesor de la capa dieléctrica, lo cual es una solución efectiva para preparar condensadores cerámicos microminiatura.
2. Condensadores cerámicos de capa límite de grano
En la superficie de la cerámica semiconductora BaTiO3 con granos relativamente bien desarrollados, recubra los óxidos metálicos apropiados (como CuO o Cu2O, MnO2, Bi2O3, Tl2O3, etc.) y realice un tratamiento térmico en condiciones oxidantes a una temperatura adecuada. La sustancia formará una fase de solución eutéctica baja con BaTiO3, se difundirá rápidamente y penetrará en el interior de la cerámica a lo largo de los poros abiertos y los límites de grano, y formará una capa aislante delgada de solución sólida en los límites de grano. La resistividad de esta delgada capa aislante de solución sólida es muy alta (hasta 1012-1013Ω·cm). Aunque el interior del grano cerámico sigue siendo un semiconductor, todo el cuerpo cerámico exhibe una constante dieléctrica aparente tan alta como 2 × 104 a 8 × 104 dieléctrico del aislador. Los condensadores preparados con este tipo de porcelana se denominan condensadores cerámicos de capa límite (condensadores cerámicos de capa límite), denominados condensadores BL.
3. Condensador cerámico de alto voltaje
Con el rápido desarrollo de la industria electrónica, es urgente desarrollar condensadores cerámicos de alto voltaje con alto voltaje de ruptura, baja pérdida, tamaño pequeño y alta confiabilidad. En los últimos 20 años, los condensadores cerámicos de alto voltaje desarrollados con éxito en el país y en el extranjero se han utilizado ampliamente en sistemas de energía, fuentes de alimentación láser, grabadoras de cinta de video, televisores en color, microscopios electrónicos, fotocopiadoras, equipos de automatización de oficinas, aeroespacial, misiles, y navegación.
Los materiales cerámicos a base de titanato de bario tienen las ventajas de un alto coeficiente dieléctrico y buenas características de voltaje soportado de CA, pero también tienen las desventajas de que la tasa de cambio de capacitancia aumenta con la temperatura media y la resistencia de aislamiento disminuye. La temperatura de Curie del cristal de titanato de estroncio es de -250 °C y tiene una estructura de perovskita cúbica a temperatura ambiente. Es un cuerpo paraeléctrico y no hay polarización espontánea. El coeficiente dieléctrico de los materiales cerámicos a base de titanato de estroncio es Pequeño cambio, tgδ y la tasa de cambio de capacitancia son pequeños, estas ventajas lo hacen muy beneficioso como medio de condensador de alto voltaje.
4. Condensadores cerámicos multicapa Los
condensadores cerámicos multicapa (Condensador cerámico multicapa, MLCC) son el tipo de componente de chip más utilizado, es el material del electrodo interno y el cuerpo cerámico en múltiples capas apiladas alternativamente en paralelo y co-disparadas como un todo , también conocidos como condensadores monolíticos de chip, tienen las características de tamaño pequeño, alta capacidad específica y alta precisión. Se pueden montar en placas de circuito impreso (PCB) y sustratos de circuito integrado híbrido (HIC), reduciendo efectivamente el tamaño y el peso de los productos de terminal de información electrónica (especialmente el producto portátil), mejorando la confiabilidad del producto. Se ajusta a la dirección de desarrollo de miniaturización, peso ligero, alto rendimiento y multifunción de la industria de TI.
Precauciones para el uso de capacitores cerámicos
1. La carcasa del condensador de cerámica está dañada
Los condensadores de cerámica con carcasas dañadas son propensos a sufrir fugas de corriente. Cuando la corriente de fuga es demasiado grande, se emitirá una gran cantidad de calor para aumentar la temperatura. La temperatura sube hasta cierto punto y quema el circuito, provocando un incendio.
Cuando se utilizan condensadores cerámicos, primero se comprobarán los condensadores cerámicos. Si hay grietas o impurezas en los capacitores cerámicos, no use los capacitores cerámicos y reemplácelos con capacitores cerámicos nuevos con carcasas intactas.
2. Temperatura ambiente de trabajo
Normalmente, el rango de temperatura de trabajo de los capacitores cerámicos es de -25 °C ~ +85 °C, y la temperatura ambiente de trabajo debe confirmarse antes de usar capacitores cerámicos. Si la temperatura ambiente de trabajo es demasiado baja, tendrá poco efecto en los condensadores cerámicos, pero se debe prestar atención para evitar la condensación de rocío en los condensadores cerámicos, lo que reducirá el rendimiento de trabajo.
Si la temperatura es demasiado alta, el aumento de corriente es demasiado grande, la capacidad del capacitor cerámico disminuirá y el tiempo de trabajo del capacitor cerámico se acortará. Cambie a un entorno de trabajo con temperatura y ventilación adecuadas, o agregue un radiador o un ventilador eléctrico cuando el capacitor cerámico esté funcionando para reducir la temperatura y garantizar el funcionamiento normal del capacitor cerámico.
3. Voltaje de trabajo
Antes de usar capacitores cerámicos, se debe tener en cuenta que el voltaje de trabajo en el circuito no puede exceder el voltaje nominal de los capacitores cerámicos. Superar el voltaje nominal provocará fácilmente una falla de cortocircuito en el capacitor cerámico y el producto electrónico no funcionará normalmente. Es necesario sustituir el condensador cerámico por uno de tensión nominal superior a la tensión de trabajo para garantizar el normal funcionamiento del circuito.
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