Qu'est-ce qu'un condensateur en céramique?
Un condensateur, également appelé cellule de stockage, cellule secondaire ou condensateur, est un composant électronique passif capable de stocker une charge électrique. C'est aussi un filtre, bloquant le courant continu (DC) et permettant le passage du courant alternatif (AC). Un condensateur est composé de deux surfaces conductrices appelées électrodes, séparées par un isolant, appelé diélectrique. Contrairement à certains condensateurs, un condensateur céramique n'est pas polarisé, ce qui signifie que les deux électrodes ne sont ni positives ni négatives; et il utilise des couches de métal et de céramique comme diélectriques.
Lorsque la tension continue est appliquée à un condensateur en céramique, la charge électrique est stockée dans les électrodes. La capacité de stockage est faible et se mesure en unités appelées Farads (F). La plupart des condensateurs sont si petits que leur capacité est mesurée en microfarads (10 au sixième puissance négative), en nanofarads (dix au neuvième pouvoir négatif) ou en picofarad (dix au douzième pouvoir négatif). De nouveaux super-condensateurs ont été conçus pour contenir une charge suffisante pour être mesurés en unités Farad complètes.
La première conception de condensateur en céramique remonte aux années 1930, quand il était utilisé comme composant dans les récepteurs radio et autres équipements à tubes à vide. Les condensateurs sont désormais des composants essentiels de nombreuses applications électroniques, notamment l’automobile, les ordinateurs, les équipements de divertissement et les alimentations. Ils sont également utiles pour maintenir les niveaux de tension sur les lignes électriques, améliorer l'efficacité du système électrique et réduire les pertes d'énergie.
La conception originale du condensateur en céramique était en forme de disque et, à l'exception des condensateurs monolithiques en céramique, celle-ci est toujours prédominante. Les condensateurs céramiques utilisent des matériaux tels que le baryum de titane acide comme diélectrique. Ils ne sont pas construits en bobine, à la différence de certains autres condensateurs. Ils peuvent donc être utilisés dans les applications haute fréquence et dans les circuits qui contournent les signaux haute fréquence vers la masse.
Un condensateur céramique monolithique est constitué de fines couches diélectriques entrelacées avec des électrodes décalées en film métallique. Une fois les dérivations attachées, l’appareil est pressé dans une forme monolithique ou solide et uniforme. La petite taille et la grande capacité des condensateurs monolithiques ont contribué à rendre possible la miniaturisation, la numérisation et la haute fréquence dans les équipements électroniques.
Un condensateur céramique multicouche utilise deux électrodes non polarisées séparées par plusieurs couches alternées de métal et de céramique en tant que diélectrique. On les trouve dans les convertisseurs de puissance haute fréquence et dans les filtres dans les alimentations à découpage et les convertisseurs CC / CC. Les ordinateurs, les processeurs de données, les télécommunications, les commandes industrielles et le matériel d'instrumentation utilisent également des condensateurs céramiques multicouches.
Les condensateurs en céramique sont classés dans les types I, II et III. Le condensateur céramique de type I comprend généralement un diélectrique constitué d’un mélange d’oxydes métalliques et de titanates. Ils ont une résistance d'isolement élevée et des pertes de fréquence plus basses et maintiennent une capacité stable même lorsque la tension varie. Ceux-ci sont utilisés dans les circuits résonnants, les filtres et les éléments de synchronisation.
Les condensateurs de type II ont des diélectriques à base de zirconates et de titanates, tels que le baryum, le calcium et le strontium. Ils ont des pertes de fréquence un peu plus élevées et une résistance d'isolement inférieure à celle des condensateurs de type I, mais peuvent néanmoins maintenir des niveaux de capacité élevés. Ceux-ci sont populaires pour une utilisation dans le couplage, le blocage et le filtrage. Un inconvénient des condensateurs de type II est qu’ils peuvent perdre de la capacité avec l’âge. Les condensateurs céramiques de type III sont des condensateurs à usage général qui conviennent aux applications ne nécessitant pas une résistance d'isolement et une stabilité de capacité élevées.