Seramik Kondansatör nedir?

Seramik kondansatör, bir seramik kapasitör dielektrik olarak seramik malzeme kullanır. Seramik, bilinen bir yalıtkan olduğundan, kondansatör üretiminde kullanılan ilk malzemelerden biridir. Seramik kapasitörlerde pek çok farklı tip üretilmiştir. Bunlardan bazıları, seramik boru kapasitörler ve bariyer tabaka kapasitörlerdir. Boyutları, parazitik etkileri ve elektriksel özellikleri nedeniyle eski model olarak geçmişte kaldı. Modern elektroniklerde en sık kullanılan seramik kondansatör tipleri, çok katmanlı talaş kondansatörü (MLCC) ve seramik disk kondansatör olarak adlandırılan çok katmanlı seramik kondansatördür. MLCC'ler yılda yaklaşık 1000 milyar cihaza uygulanan en çok üretilen kapasitördür. SMD (yüzeye monte) teknolojisinde üretilirler ve küçük boyutlarından dolayı yaygın olarak kullanılırlar. Seramik kapasitörler genellikle çok küçük kapasitans değerleri ile, tipik olarak 1nF ve 1µF arasında yapılır, ancak 100µF'ye kadar değerler mümkündür. Seramik kapasitörler oldukça küçüktür ve düşük voltaj değerine sahiptir. Polarize değillerdir. Yani bir AC kaynağına güvenle bağlanabilirler. Seramik kapasitörler, direnç veya endüktans gibi düşük parazitik etkileri ile büyük bir frekans tepkisine sahiptir.

Seramik Kapasitör Tanımı

Bir seramik kapasitör, dielektrik olarak seramik bir malzeme kullanan bir kapasitördür. En çok üretilen kondansatör çeşidi, çok katmanlı seramik kondansatörler ve seramik disk kondansatörlerdir.

Hassasiyet ve Tolerans

Günümüzde iki sınıf seramik kapasitör mevcuttur: 1. sınıf ve 2. sınıf. Yüksek stabilite ve düşük kayıpların gerekli olduğu yerlerde 1. Sınıf seramik kapasitörler kullanılır. Çok hassastırlar ve kapasitans değeri uygulanan voltaj, sıcaklık ve frekans bakımından sabittir. NP0 serisi kondansatörler -55 ila +125 ° C toplam sıcaklık aralığında ±% 0,54 kapasitans termal stabiliteye sahiptir. Nominal kapasitans değerinin toleransları %1'e kadar düşük olabilir.

2.Sınıf kapasitörler, hacim başına yüksek kapasitansa sahiptir ve daha az hassas uygulamalar için kullanılır. Isı stabiliteleri çalışma sıcaklık aralığında tipik olarak ±% 15'tir ve nominal değer toleransları% 20 civarındadır.

Boyut Avantajları

Modern komponent devre kartlarında (PCB) olduğu gibi yüksek bileşenli kapasite yoğunlukları gerektiğinde, MLCC cihazları diğer kapasitörler ile karşılaştırıldığında büyük bir avantaj sunar. Bu noktayı tam olarak anlatabilmek için, çok katmanlı seramik kondansatör paketi yalnızca 0,4 mm x 0,2 mm'dir. 500 veya daha fazla seramik ve metal katman vardır. 2010 yılı itibariyle minimum seramik kalınlığı 0,5 mikron civarındadır.

Yüksek Voltaj ve Yüksek Kapasite

Fiziksel olarak daha büyük seramik kapasitörler daha yüksek gerilimlere dayanacak şekilde yapılabilir ve bunlara güç seramik kapasitörleri denir. Bunlar, PCB'lerde kullanılanlardan fiziksel olarak çok daha büyüktür ve yüksek voltaj beslemesine güvenli bağlantı için özel terminallere sahiptir. Seramik kondansatörler, 2 kV ile 100 kV arasında değişen, 200 volt amperden çok daha yüksek bir güçte belirtilen gerilime dayanacak şekilde yapılabilir.

Baskılı devre kartlarında kullanılan daha küçük MLCC'ler, uygulamaya bağlı olarak, sadece birkaç volttan birkaç yüz volt'a kadar olan voltajlara göre derecelendirilir.

Seramik kondansatörlerin yapısı ve özellikleri

- Seramik Diskli Kondansatörler

Seramik disk kondansatörler, her iki tarafta da gümüş kontaklara sahip bir seramik disk kaplanarak üretilir. Daha büyük kapasitanslar elde etmek için, bu cihazlar çoklu katmanlardan yapılabilir. Seramik diskli kondansatörler genellikle delikli bileşenlerdir. Kapasite değerleri izin veriyorsa MLCC'ler kullanılır. Seramik disk kapasitörleri, 16 volt ila 15 kV arasında değişen çok çeşitli voltaj değerlerine ve 10pF ila 100μF kapasitans değerine sahiptir.

MLCC'ler, öğütülmüş paraelektrik ve ferroelektrik malzemelerin ince taneli granüllerinin doğru bir şekilde karıştırılması ve alternatif olarak karışımın metal temas noktalarına katlanması suretiyle üretilir. Katmanlama tamamlandıktan sonra, cihaz yüksek bir sıcaklığa getirilir ve karışım sinterlenir(preslenmiş parçayı oluşturan tozların yüksek sıcaklıkta birbirine eritilerek kaynaştırılmasıdır) istenen özelliklere sahip bir seramik malzeme elde edilir. Elde edilen kapasitör temel olarak paralel olarak bağlanmış birçok kapasitörden oluşur ve kapasitansı arttırır. MLCC'ler minimum katman kalınlığı yaklaşık 0.5 mikron olan 500 katman ve daha fazla katmandan oluşur. Teknoloji ilerledikçe tabaka kalınlığı azaltılarak aynı hacim için daha yüksek kapasitanslar elde edilebilir.

Seramik Kondansatör Uygulamaları

Elektronik endüstrisinde MLCC'lerin en çok üretilen kapasitör olduğunu göz önüne alarak, bu kapasitörler için sayısız uygulama olduğunu söylemeye gerek. 2. sınıf yüksek güç kapasitörleri, yüksek voltajlı lazer güç kaynaklarında, güç devre kesicilerinde, endüksiyon fırınlarında vb. kullanılmaktadır. Küçük boyutlu SMD (yüzeye montaj) kapasitörleri genellikle baskılı devre kartlarında kullanılır. Yüksek yoğunluklu uygulamalarda karşılaştırılabilir kapasitörler kullanır. Ayrıca, bileşenler üzerinde yüksek frekanslar ve yüksek düzeyde elektriksel olarak çok fazla baskı yapan DC-DC dönüştürücülerinde kullanılır. Seramik kapasitörler ayrıca polarize olmadıkları ve çok çeşitli kapasitanslarda, voltaj değerlerinde ve boyutlarında mevcut olduklarından genel amaçlı bir kapasitör olarak da kullanılabilirler. Özellikle robotik alanındaki birçok hobi, RF uygulamasında, DC motorlar da seramik disk kondansatörlere çokça ihtiyaç duyulmaktadır.