Les condensateurs céramiques sont également appelés condensateurs céramiques ou condensateurs monolithiques. Comme leur nom l'indique, les condensateurs céramiques sont des condensateurs dont le matériau diélectrique est en céramique. Selon différents matériaux céramiques, il peut être divisé en deux types : les condensateurs céramiques basse fréquence et les condensateurs céramiques haute fréquence. Selon la classification de la structure, il peut être divisé en condensateurs à disque, condensateurs tubulaires, condensateurs rectangulaires, condensateurs à puce, condensateurs de traversée, etc.
Introduction
Sa forme est principalement en tôle, et il existe également des formes tubulaires, rondes et autres.
Condensateurs céramique 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.
Classification et caractéristiques des condensateurs céramiques
1. Condensateurs céramiques semi-conducteurs
La miniaturisation des condensateurs signifie que les condensateurs peuvent obtenir autant de capacité que possible dans un volume aussi petit que possible, ce qui est l'une des tendances dans le développement des condensateurs. Pour les composants de condensateur de séparation, il existe deux approches fondamentales de la miniaturisation, à savoir augmenter au maximum la constante diélectrique du matériau diélectrique et réduire autant que possible l'épaisseur de la couche diélectrique.
Parmi les matériaux céramiques, la constante diélectrique des céramiques ferroélectriques est très élevée, mais lors de l'utilisation de céramiques ferroélectriques pour fabriquer des condensateurs céramiques ferroélectriques ordinaires, il est difficile de rendre le diélectrique céramique très fin. Tout d'abord, du fait de la faible résistance des céramiques ferroélectriques, elles se cassent facilement lorsqu'elles sont fines, et il est difficile de réaliser des opérations de production proprement dites. Deuxièmement, lorsque le support céramique est très fin, il est facile de provoquer divers défauts structurels et le processus de production est très difficile.
Le condensateur céramique à couche de surface utilise une très fine couche isolante formée sur la surface de la céramique semi-conductrice telle que BaTiO3 comme couche diélectrique, et la céramique semi-conductrice elle-même peut être considérée comme un circuit série du diélectrique. L'épaisseur de la couche superficielle isolante des condensateurs céramiques à couche superficielle fluctue entre 0,01 et 100 μm selon la méthode et les conditions de formation. Cela utilise non seulement la constante diélectrique élevée des céramiques ferroélectriques, mais réduit également efficacement l'épaisseur de la couche diélectrique, ce qui est une solution efficace pour préparer des condensateurs céramiques micro-miniatures.
2. Condensateurs céramiques à couche limite de grain
Sur la surface de la céramique semi-conductrice BaTiO3 avec des grains relativement bien développés, recouvrez les oxydes métalliques appropriés (tels que CuO ou Cu2O, MnO2, Bi2O3, Tl2O3, etc.) et effectuez un traitement thermique dans des conditions oxydantes à une température appropriée. La substance formera une phase de solution eutectique faible avec BaTiO3, diffusera et pénétrera rapidement à l'intérieur de la céramique le long des pores ouverts et des joints de grains, et formera une fine couche isolante de solution solide sur les joints de grains. La résistivité de cette fine couche isolante en solution solide est très élevée (jusqu'à 1012-1013Ω·cm). Bien que l'intérieur du grain céramique soit toujours un semi-conducteur, l'ensemble du corps céramique présente une constante diélectrique apparente aussi élevée que 2 × 104 à 8 × 104 diélectrique d'isolant. Les condensateurs préparés avec ce type de porcelaine sont appelés condensateurs céramiques à couche limite (condensateurs céramiques à couche limite), appelés condensateurs BL.
3. Condensateur céramique haute tension
Avec le développement rapide de l'industrie électronique, il est urgent de développer des condensateurs céramiques haute tension avec une tension de claquage élevée, une faible perte, une petite taille et une grande fiabilité. Au cours des 20 dernières années, les condensateurs céramiques haute tension développés avec succès au pays et à l'étranger ont été largement utilisés dans les systèmes d'alimentation, les alimentations laser, les magnétoscopes, les téléviseurs couleur, les microscopes électroniques, les copieurs, les équipements de bureautique, l'aérospatiale, les missiles, et navigation.
Les matériaux céramiques à base de titanate de baryum présentent les avantages d'un coefficient diélectrique élevé et de bonnes caractéristiques de tension de tenue en courant alternatif, mais ils présentent également les inconvénients d'un taux de changement de capacité augmentant avec la température moyenne et la résistance d'isolement diminuant. La température de Curie du cristal de titanate de strontium est de -250 ° C et il a une structure pérovskite cubique à température ambiante. C'est un corps paraélectrique et il n'y a pas de polarisation spontanée. Le coefficient diélectrique des matériaux céramiques à base de titanate de strontium est faible, tgδ et le taux de changement de capacité sont faibles, ces avantages le rendent très avantageux en tant que support de condensateur haute tension.
4. Condensateurs céramiques multicouches Les
condensateurs céramiques multicouches (condensateur céramique multicouche, MLCC) sont le type de composants de puce le plus largement utilisé. Il s'agit du matériau d'électrode interne et du corps en céramique en plusieurs couches alternativement empilées en parallèle et co-cuites dans son ensemble. , également connus sous le nom de condensateurs monolithiques à puce, ont les caractéristiques de petite taille, de capacité spécifique élevée et de haute précision. Ils peuvent être montés sur des cartes de circuits imprimés (PCB) et des substrats de circuits intégrés hybrides (HIC), réduisant efficacement la taille et le poids des produits terminaux d'information électronique (en particulier les produits portables), améliorant la fiabilité du produit. Il est conforme à la direction de développement de la miniaturisation, de la légèreté, de la haute performance et de la multifonctionnalité de l'industrie informatique.
Précautions d'utilisation des condensateurs céramiques
1. La coque du condensateur en céramique est endommagée
Les condensateurs en céramique dont la coque est endommagée sont sujets aux courants de fuite. Lorsque le courant de fuite est trop important, une grande quantité de chaleur sera émise pour augmenter la température. La température monte dans une certaine mesure et brûle le circuit, provoquant un incendie.
Lors de l'utilisation de condensateurs céramiques, les condensateurs céramiques seront vérifiés en premier. S'il y a des fissures ou des impuretés sur les condensateurs en céramique, n'utilisez pas les condensateurs en céramique et remplacez-les par de nouveaux condensateurs en céramique avec des coquilles non endommagées.
2. Température de l'environnement de travail
Normalement, la plage de température de travail des condensateurs céramiques est de -25°C ~ +85°C, et la température de l'environnement de travail doit être confirmée avant d'utiliser des condensateurs céramiques. Si la température de l'environnement de travail est trop basse, cela aura peu d'effet sur les condensateurs céramiques, mais il faut veiller à éviter la condensation de rosée sur les condensateurs céramiques, ce qui réduira les performances de travail.
Si la température est trop élevée, la surtension est trop importante, la capacité du condensateur céramique diminuera et le temps de travail du condensateur céramique sera raccourci. Passez à un environnement de travail avec une température et une ventilation appropriées, ou ajoutez un radiateur ou un ventilateur électrique lorsque le condensateur céramique fonctionne pour réduire la température afin d'assurer le fonctionnement normal du condensateur céramique.
3. Tension de fonctionnement
Avant d'utiliser des condensateurs céramiques, il convient de noter que la tension de fonctionnement dans le circuit ne peut pas dépasser la tension nominale des condensateurs céramiques. Le dépassement de la tension nominale entraînera facilement une défaillance par court-circuit du condensateur céramique et le produit électronique ne fonctionnera pas normalement. Il est nécessaire de remplacer le condensateur céramique par une tension nominale supérieure à la tension de fonctionnement pour assurer le fonctionnement normal du circuit.
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