agosto 1, 2022

Consejos de condensadores cerámicos dieléctricos y otros tipos

Por Asia Central

Los condensadores son una parte importante de la mayoría de los circuitos electrónicos. Pero, ¿qué hacen en realidad y qué hace que funcionen como tales? Son dispositivos pasivos que almacenan energía potencial eléctrica en forma de tensión entre dos conductores cargados que están separados por un dieléctrico aislante. El material dieléctrico aislante restringe la corriente continua y permite que la corriente alterna induzca una corriente de desplazamiento a través de las dos placas, mediada por la polarización en presencia de una tensión aplicada. Estos componentes se encuentran en todo, desde redes de filtros analógicos hasta fuentes de alimentación y componentes digitales de alta velocidad.

¿Qué es lo que ayuda a los condensadores a cumplir su función? La fuerza del campo eléctrico en el dieléctrico del condensador determina el desplazamiento de la corriente a través del dispositivo, por lo que podemos clasificar los condensadores en función de su dieléctrico aislante. En este artículo, discutimos la categorización de los dieléctricos de los condensadores, incluyendo una sección dedicada a los dieléctricos de los condensadores cerámicos como el tapete dieléctrico precio:

Dieléctricos de condensadores comunes

Existen varios tipos de dieléctricos para condensadores, cada uno de ellos en una variedad de tamaños de paquetes. Algunos materiales suelen tener una constante dieléctrica mucho mayor que otros, y se puede considerar que tienen una mayor «densidad de capacitancia», lo que significa que proporcionan una mayor capacitancia en paquetes más pequeños. Los diseñadores que han mirado el interior de una fuente de alimentación probablemente han visto grandes paquetes de condensadores radiales que se sitúan verticalmente en la placa; se trata de condensadores electrolíticos, y requieren un embalaje de este tamaño para proporcionar valores de capacidad tan elevados.

Condensador electrolítico radial

Otros dieléctricos de condensadores tienen otras ventajas además de proporcionar una alta densidad de capacidad. Pueden tener una tensión de ruptura muy alta, pueden ser muy útiles para la corriente alterna, ya que no requieren una polaridad específica, o pueden tener un coeficiente de temperatura muy bajo que los convierte en una mejor opción para aplicaciones de precisión. Esta es una de las razones por las que las hojas de datos y las notas de aplicación recomiendan seleccionar los condensadores en función de su material dieléctrico en lugar de basarse en un valor de capacitancia real. En esas aplicaciones, el valor del condensador podría importar menos que las ventajas específicas del propio material dieléctrico del condensador. Tenga esto en cuenta cuando vea recomendaciones de condensadores en las hojas de datos o en las notas de aplicación.

Tipos de dieléctricos de condensadores

Cerámica

La capacitancia de los dieléctricos de los condensadores cerámicos se ve afectada por la temperatura y la tensión aplicada. También tienen valores de corriente de fuga de CC más bajos y una menor resistencia en serie equivalente (ESR). Los condensadores cerámicos tienden a ser no polares y, por lo tanto, pueden tener cualquier orientación en un diseño de placa de circuito impreso; ésta es una de las razones por las que se prefieren en aplicaciones de corriente alterna y potencia de alta frecuencia. Sin embargo, su baja ESR puede permitir fuertes transitorios en los sistemas de potencia, algo que podría evitarse con un condensador de ESR controlada.

Los condensadores cerámicos se fabrican recubriendo las dos caras de un pequeño disco cerámico con una película metálica (como la plata) y apilándolos después en el embalaje del condensador. Se puede utilizar un solo disco cerámico de unos 3-6 mm para alcanzar una capacitancia muy baja. La constante dieléctrica (Dk) de los dieléctricos de los condensadores cerámicos es muy alta, por lo que se puede obtener una capacidad relativamente alta en un embalaje pequeño.

Dieléctricos electrolíticos (es decir, de tantalio, aluminio, etc.) o de óxido

Estos condensadores se utilizan en circuitos en los que la capacidad requerida es muy alta. Aquí se utiliza una solución electrolítica semilíquida en forma de gelatina o pasta en sustitución de una capa de película metálica muy fina que sirve de cátodo. Son más estables en términos de capacitancia (por ejemplo, tolerancias más estrictas y variación de temperatura), y son más estables a alta tensión. Tienen una ESR más alta que los condensadores cerámicos y no están polarizados.

Película de plástico

Estos condensadores dieléctricos suelen tener un valor Dk más bajo y, por tanto, un tamaño mucho mayor, pero son muy útiles en circuitos de alta frecuencia. Los condensadores de película son el tipo de condensador más comúnmente disponible, e incluyen una familia relativamente grande de condensadores con diversas características dieléctricas. Por lo tanto, puede haber una amplia gama de especificaciones de materiales para estos condensadores.

Sustratos de PCB

Técnicamente, un PCB es un gran condensador siempre que contenga grandes capas planas adyacentes. Los planos de una PCB pueden proporcionar unos 50 pF/pulgada cuadrada de capacitancia con un ESL muy bajo, por lo que los condensadores planos son a menudo la forma más eficaz de condensador que se puede utilizar para desacoplar los transitorios inducidos por el paquete en la PDN de una PCB de alta velocidad.