I condensatori ceramici sono anche chiamati condensatori ceramici o condensatori monolitici. Come suggerisce il nome, i condensatori ceramici sono condensatori il cui materiale dielettrico è la ceramica. Secondo diversi materiali ceramici, può essere suddiviso in due tipi: condensatori ceramici a bassa frequenza e condensatori ceramici ad alta frequenza. Secondo la classificazione della struttura, può essere suddiviso in condensatori a disco, condensatori tubolari, condensatori rettangolari, condensatori a chip, condensatori passanti, ecc.
introduzione
La sua forma è per lo più a foglio, e ci sono anche forme tubolari, rotonde e di altro tipo.
Condensatori ceramici 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.
Classificazione e caratteristiche dei condensatori ceramici
1. Condensatori ceramici semiconduttori
La miniaturizzazione dei condensatori significa che i condensatori possono ottenere la massima capacità possibile nel minor volume possibile, che è una delle tendenze nello sviluppo dei condensatori. Per i componenti del condensatore di separazione, esistono due approcci fondamentali alla miniaturizzazione, ovvero aumentare il più possibile la costante dielettrica del materiale dielettrico e ridurre il più possibile lo spessore dello strato dielettrico.
Tra i materiali ceramici, la costante dielettrica della ceramica ferroelettrica è molto elevata, ma quando si utilizzano ceramiche ferroelettriche per realizzare normali condensatori ceramici ferroelettrici, è difficile rendere il dielettrico ceramico molto sottile. Innanzitutto, a causa della bassa resistenza della ceramica ferroelettrica, è facile rompersi quando è sottile ed è difficile eseguire le vere e proprie operazioni di produzione. In secondo luogo, quando il mezzo ceramico è molto sottile, è facile causare vari difetti strutturali e il processo di produzione è molto difficile.
Il condensatore ceramico dello strato superficiale utilizza uno strato isolante molto sottile formato sulla superficie della ceramica semiconduttrice come BaTiO3 come strato dielettrico e la stessa ceramica semiconduttrice può essere considerata come un circuito in serie del dielettrico. Lo spessore dello strato superficiale isolante dei condensatori ceramici dello strato superficiale oscilla tra 0,01 e 100 μm a seconda del metodo e delle condizioni di formazione. Questo non solo utilizza l'elevata costante dielettrica della ceramica ferroelettrica, ma riduce anche efficacemente lo spessore dello strato dielettrico, che è una soluzione efficace per la preparazione di condensatori ceramici microminiaturizzati.
2. Condensatori ceramici dello strato limite del grano
Sulla superficie della ceramica semiconduttrice BaTiO3 con grani relativamente ben sviluppati, rivestire ossidi metallici appropriati (come CuO o Cu2O, MnO2, Bi2O3, Tl2O3, ecc.) ed eseguire il trattamento termico in condizioni ossidanti a una temperatura adeguata. La sostanza formerà una fase di soluzione a basso eutettico con BaTiO3, si diffonderà rapidamente e penetrerà all'interno della ceramica lungo i pori aperti e i bordi dei grani e formerà uno strato isolante di soluzione solida sottile sui bordi dei grani. La resistività di questo sottile strato isolante in soluzione solida è molto elevata (fino a 1012-1013Ω·cm). Sebbene l'interno del grano ceramico sia ancora un semiconduttore, l'intero corpo ceramico mostra un'apparente costante dielettrica alta da 2 × 104 a 8 × 104 dielettrico dell'isolante. I condensatori preparati con questo tipo di porcellana sono chiamati condensatori ceramici a strato limite (condensatori ceramici a strato limite), indicati come condensatori BL.
3. Condensatore ceramico ad alta tensione
Con il rapido sviluppo dell'industria elettronica, è urgente sviluppare condensatori ceramici ad alta tensione con alta tensione di rottura, bassa perdita, dimensioni ridotte e alta affidabilità. Negli ultimi 20 anni, i condensatori ceramici ad alta tensione sviluppati con successo in patria e all'estero sono stati ampiamente utilizzati nei sistemi di alimentazione, alimentatori laser, videoregistratori, TV a colori, microscopi elettronici, fotocopiatrici, apparecchiature per l'automazione d'ufficio, aerospaziale, missili, e navigazione.
I materiali ceramici a base di titanato di bario presentano i vantaggi di un elevato coefficiente dielettrico e buone caratteristiche di tensione di tenuta CA, ma presentano anche gli svantaggi di un aumento della velocità di variazione della capacità con la temperatura media e una diminuzione della resistenza di isolamento. La temperatura di Curie del cristallo di titanato di stronzio è di -250°C e presenta una struttura cubica di perovskite a temperatura ambiente. È un corpo paraelettrico e non c'è polarizzazione spontanea. Il coefficiente dielettrico dei materiali ceramici a base di titanato di stronzio è piccolo cambiamento, tgδ e velocità di variazione della capacità sono piccoli, questi vantaggi lo rendono molto vantaggioso come mezzo condensatore ad alta tensione.
4. Condensatori ceramici multistrato I
condensatori ceramici multistrato (Multilayer Ceramic Capacitor, MLCC) sono il tipo più utilizzato di componenti di chip, è il materiale dell'elettrodo interno e il corpo ceramico in più strati alternativamente impilati in parallelo e co-sparati nel loro insieme , noti anche come condensatori monolitici a chip, hanno le caratteristiche di dimensioni ridotte, elevata capacità specifica e alta precisione. Possono essere montati su circuiti stampati (PCB) e substrati di circuiti integrati ibridi (HIC), riducendo efficacemente le dimensioni del volume e del peso dei prodotti terminali di informazioni elettroniche (in particolare il prodotto portatile), migliorando l'affidabilità del prodotto. È conforme alla direzione di sviluppo della miniaturizzazione del settore IT, leggerezza, alte prestazioni e multifunzione.
Precauzioni per l'uso di condensatori ceramici
1. L'involucro ceramico del condensatore è danneggiato
I condensatori ceramici con involucri danneggiati sono soggetti a corrente di dispersione. Quando la corrente di dispersione è troppo grande, verrà emessa una grande quantità di calore per aumentare la temperatura. La temperatura aumenta in una certa misura e brucia il circuito, provocando un incendio.
Quando si utilizzano condensatori ceramici, i condensatori ceramici verranno controllati per primi. Se sono presenti crepe o impurità sui condensatori ceramici, non utilizzare i condensatori ceramici e sostituirli con nuovi condensatori ceramici con gusci non danneggiati.
2. Temperatura dell'ambiente di lavoro
Normalmente, l'intervallo della temperatura di lavoro dei condensatori ceramici è di -25°C ~ +85°C e la temperatura dell'ambiente di lavoro deve essere confermata prima di utilizzare condensatori ceramici. Se la temperatura dell'ambiente di lavoro è troppo bassa, avrà scarso effetto sui condensatori ceramici, ma occorre prestare attenzione per evitare la formazione di condensa sui condensatori ceramici, che ridurrà le prestazioni di lavoro.
Se la temperatura è troppo alta, il picco di corrente è troppo grande, la capacità del condensatore ceramico diminuirà e il tempo di lavoro del condensatore ceramico sarà ridotto. Passare a un ambiente di lavoro con temperatura e ventilazione adeguate o aggiungere un radiatore o un ventilatore elettrico quando il condensatore ceramico è in funzione per ridurre la temperatura per garantire il normale funzionamento del condensatore ceramico.
3. Tensione di lavoro
Prima di utilizzare condensatori ceramici, va notato che la tensione di lavoro nel circuito non può superare la tensione nominale dei condensatori ceramici. Il superamento della tensione nominale porterà facilmente al guasto di cortocircuito del condensatore ceramico e il prodotto elettronico non funzionerà normalmente. È necessario sostituire il condensatore ceramico con una tensione nominale superiore alla tensione di lavoro per garantire il normale funzionamento del circuito.
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