Wat is een meerlagige keramische condensator?
Een condensator is een apparaat dat in elektronische schakelingen wordt gebruikt om DC-signalen te blokkeren, maar toch AC-signalen doorlaat. Om dit te bereiken, gebruikt een meerlagige keramische condensator een reeks afwisselende metalen schijven, platen genoemd, en keramische schijven, diëlektrica genoemd. Dit type condensator is goedkoop, veelzijdig en wordt veel gebruikt in alle soorten elektronica. Hoewel zijn enkellaags tegenhangers al sinds de jaren 1930 bestaan, is de meerlagige keramische condensator een recentere ontwikkeling en wordt deze vaak gebruikt als vervanging voor oudere ontwerpen van verschillende condensatoren.
Een meerlagige keramische condensator werkt door het creëren van een elektromagnetisch veld over verschillende metalen platen die van elkaar zijn geïsoleerd door lagen diëlektrisch keramiek. Platen in condensatoren zijn meestal gemaakt van metalen, zoals tantaal; er zijn echter veel verschillende materialen die als diëlektrica worden gebruikt. Hoewel veel verschillende plaatmaterialen ook worden gebruikt, worden de meeste operationele kenmerken van een condensator bepaald door de samenstelling van het diëlektricum.
Diëlektrica zijn materialen die in staat zijn om de platen van een condensator elektrisch van elkaar te isoleren, maar tegelijkertijd elektromagnetische velden door te laten tot op zekere hoogte, afhankelijk van het ontwerp. In de operationele toestand van een condensator komt een elektrische stroom de condensator binnen maar kan niet rechtstreeks naar de andere platen geleiden vanwege het isolerende diëlektricum. Dit voorkomt dat elektrische stromen rechtstreeks door de condensator gaan, die in feite elk elektrisch gelijkstroomsignaal blokkeert.
Een AC-signaal creëert echter een gepolariseerd elektromagnetisch veld in de condensator. Dit elektromagnetisch veld kan door de diëlektrica gaan en zal een AC-signaal op de andere platen in de condensator induceren, waardoor een veld om hen heen wordt opgebouwd. Zodra het veld over alle platen in de condensator is opgebouwd, met een snelheid die wordt bepaald door de diëlektrica, verlaat het volgende AC-signaal het apparaat en reist het naar de rest van het circuit.
Zoals de naam al doet vermoeden, gebruikt een meerlagige keramische condensator kleine keramische schijven als diëlektrica. Deze schijven hebben enkele voordelen ten opzichte van diëlektrica van andere materialen, zoals kunststoffen of oliën. Keramiek is goedkoop, kan gemakkelijk worden geproduceerd, is bestand tegen hoge temperaturen en is elektrostatisch stabiel. Aldus vinden meerlagige keramische condensatoren toepassing in elektronische apparaten die aanzienlijke niveaus van warmte genereren of op hoge frequenties werken.
Keramische schijfcondensatoren waren de eerste condensatoren die werden gemaakt voor gebruik in praktische elektronische toepassingen en apparatuur. Ze werkten naast vacuümbuizen en hielpen later de transistor om zijn debuut te maken. Deze apparaten blijven een belangrijke rol spelen in de elektronica; nieuwe en verbeterde meerlagige keramische condensatoren staan naast enkele van de meest geavanceerde elektronische componenten.