Vad är en keramisk kondensator?
En kondensator, även kallad en lagringscell, sekundärcell eller kondensor, är en passiv elektronisk komponent som kan lagra en elektrisk laddning. Det är också ett filter som blockerar likström (DC) och låter växelström (AC) passera. En kondensator består av två ledande ytor som kallas elektroder, separerade av en isolator, som kallas en dielektrik. Till skillnad från vissa kondensatorer är en keramisk kondensator inte polariserad, vilket innebär att de två elektroderna inte är positiva och negativt laddade; och det använder lager av metall och keramik som dielektrik.
När likspänning appliceras på en keramisk kondensator lagras den elektriska laddningen i elektroderna. Lagringskapaciteten är liten och mäts i enheter som kallas Farads (F). De flesta kondensatorer är så små att deras kapacitet mäts i mikrofarad (10 till negativ sjätte effekt), nanofarad (tio till negativ nionde effekt) eller picofarad (tio till negativ tolfte effekt). Nya superkondensatorer har utformats som faktiskt håller tillräckligt med laddning för att kunna mätas i hela Farad-enheter.
Den första keramiska kondensatorkonstruktionen var på 1930-talet, då den användes som komponent i radiomottagare och annan vakuumrörsutrustning. Kondensatorer är nu en viktig komponent i många elektroniska applikationer, inklusive bil, datorer, underhållningsutrustning och strömförsörjning. De hjälper också till att upprätthålla spänningsnivåer i kraftledningar, förbättra det elektriska systemets effektivitet och minska energiförlusten.
Den ursprungliga keramiska kondensatorkonstruktionen var skivformad och med undantag för monolitiska keramiska kondensatorer är det fortfarande den dominerande designen. Keramiska kondensatorer använder material som titansyrabarium som dielektrikum. De är inte konstruerade i en spole, som vissa andra kondensatorer, så de kan användas i högfrekvensapplikationer och i kretsar som förbigår högfrekvenssignaler till marken.
En monolitisk keramisk kondensator består av tunna dielektriska skikt vävda med förskjutna metallfilmelektroder. När ledningarna är fästa pressas enheten till en monolitisk, eller fast och enhetlig form. Monolitiska kondensatorers små storlek och höga kapacitet har bidragit till att möjliggöra miniatyrisering, digitalisering och högfrekvens inom elektronisk utrustning.
En flerskikts keramisk kondensator använder två icke-polariserade elektroder separerade av flera växlande skikt av metall och keramik som dielektrik. Dessa finns i högfrekventa kraftomvandlare och i filter för att växla strömförsörjning och DC till DC-omvandlare. Datorer, databehandlare, telekommunikation, industriella kontroller och instrumenteringsutrustning använder också flerskikts keramiska kondensatorer.
Keramiska kondensatorer klassificeras som typ I, typ II eller III. Den keramiska kondensatorn av typ I har i allmänhet ett dielektrikum tillverkat av en blandning av metalloxider och titanater. De har hög isoleringsmotstånd och lägre frekvensförluster och upprätthåller en stabil kapacitet även om spänningen varierar. Dessa används i resonanskretsar, filter och tidselement.
Kondensatorer av typ II har dielektrik tillverkad av zirkonater och titanater, såsom barium, kalcium och strontium. De har något högre frekvensförluster och mindre isoleringsmotstånd än kondensatorer av typ I, men kan fortfarande bibehålla höga kapacitetsnivåer. Dessa är populära för koppling, blockering och filtrering. En nackdel med kondensatorer av typ II är att de kan tappa kapacitet med åldern. Keramiska kondensatorer av typ III är kondensatorer för allmän användning som är tillräckliga för applikationer som inte kräver hög isoleringsmotstånd och kapacitetsstabilitet.