Was ist ein Tantalkondensator - Unterschiede und ihre Anwendungen

Ein Hochleistungstantal Kondensator bietet Designern eine zuverlässige und stabile Lösung mit hoher Kapazität. Mit einer Nutzungsdauer von fast 60 Jahren werden Tantalkondensatoren zur Entwicklung verschiedener Anwendungen für Branchen wie militärische und kommerzielle Avionik, industrielle Automatisierungs- und Steuerungssysteme, kritische und implantierbare medizinische Elektronik, Smartphones, Laptops, Desktops und Notebooks eingesetzt. Bell Laboratories erfand in den frühen 1950er Jahren feste Tantalkondensatoren als hochentwickelten und äußerst zuverlässigen Niederspannungs-Stützkondensator. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über den Tantalkondensator.

Was ist Tantalkondensator?

Ein elektrolytischer Tantalkondensator umfasst ein Tantalmetall - das als Anode wirkt und in eine anodische Oxidschicht eingegrenzt ist -, das als Dielektrikum verwendet wird und ferner von einem flüssigen oder festen Elektrolyten als Kathode umschlossen ist. Da Mangandioxid (MnO2) selbstheilende Eigenschaften bietet, um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten, wird es als verwendet Kathode .

Tantalkondensator

Die Tantalkondensatoren sind extrem stabil, kleiner und leichter und haben eine niedrigere maximale Arbeitsspannung und Kapazität. Diese Kondensatoren lecken weniger Strom und haben weniger Induktivität Daher sind sie nicht für Hochfrequenzkopplungsschaltungen geeignet.

Polarität und Markierungen

Das Polarität und Markierungen des Tantalkondensators werden unten diskutiert.

• Tantalkondensatoren sind von Natur aus polarisierte Kondensatoren mit positiver und negativer Leitung und eignen sich für Gleichstromversorgungen. Die Polarität und Markierungen auf den Kondensatoren erleichtern die Identifizierung von Anode und Kathode.
• Zwei Bänder und ein positives Vorzeichen helfen bei der Identifizierung des Wertes der Kapazität und der maximalen Arbeitsspannung.
• Der oberste Wert links zeigt jedoch den Kapazitätswert in Mikrofarad (uF). Zum Beispiel beträgt der Wert in der unten angegebenen Abbildung 2,2 uF.
• Die Spannung unter dem Kapazitätswert ist die maximale Arbeitsspannung eines Kondensators, d. H. 25 V.
• Unterhalb des langen Bandes ist ein positives (+) Vorzeichen zu erkennen. Die Kombination aus einem langen Band und einem '+' - Zeichen zeigt an, dass diese Seite eine positive Leitung / Anode hat, während die andere Seite eine negative Leitung / Kathode anzeigt.
• Die Sperrspannung oder der falsche Anschluss können den Kondensator beschädigen.
• Tantal Electrolytic
• Tantalkondensatorfehler

Im umgekehrten Vorspannungsverhalten von oberflächenmontiertem Feststoff, Tantal Kondensatoren erklärt, dass die Tantalkondensatoren so ausgelegt sind, dass sie nur unter durch Vorwärtsspannung vorgespannten Bedingungen arbeiten und ausfallen, wenn eine Rückwärtsspannung angelegt wird, die ein schnelles Einschalten von einem niederohmigen Stromkreis oder das Auftreten einer Stromspitze während ihres Betriebs umfasst.

Fehlermodus des Kondensators

Das von ASM International veröffentlichte Papier stellt dies klar fest Tantalkondensator Der Fehlermodus ist in drei Hauptbereiche unterteilt Kategorien

Hohe Leckage / Kurzschluss

Das Anlegen einer Sperrspannung kann zu hohen Leckströmen führen, die im Allgemeinen bei der Fehlersuche, bei Fehlfunktionen und / oder beim Testen auf dem Prüfstand auftreten. Tantalkondensatoren mit Kristallisation verursachen einen Kurzschlussfehler, da die während der Kristallisation gebildeten Hotspots die Kathode erwärmen.

High Equivalent Series Resistance (ESR)

Das ESR eines Kondensators wird stark von der Mechanik / Thermomechanik beeinflusst, wenn es der Platinenmontage, dem Bestückungsort, dem Reflow und der Anwendungslebensdauer ausgesetzt ist. Eine solche Art von Stress wird häufig bei externen und / oder internen Verbindungen beeinträchtigt, was zu einer hohen ESR führt.

Niedrige Kapazität / offen

Da sich die Kapazität eines Tantalkondensators unter normalen Betriebsbedingungen nicht ändert, ist der Ausfall ungewöhnlich. Die geringere Kapazität eines Tantalkondensators in jeder Anwendung kann ein Hinweis auf einen kurzgeschlossenen Kondensator sein, während ein offener Ausfall auf eine beschädigte beschädigte positive Kabel- und Kabelverbindung zurückzuführen sein kann.

gemeinsame Ursachen für Tantalkondensatoren

SMD-Größen und Verwendungen

Tantalkondensator bietet wichtige Funktionen wie extreme Stabilität, Zuverlässigkeit und geringe Stromverluste. Diese Funktionen ermöglichen die Anwendung von Kondensatoren in -

Dimensionierung des Tantalkondensators

• Abtast- und Halteschaltung, um eine lange Haltedauer zu erreichen
• Entkopplung der Stromversorgungsschiene mit höherer Effizienz bei niedrigerem ESR
• Extrem effiziente Verpackungssysteme
• Anwendungen in der Militär- und Luftfahrtindustrie
• Lebenserhaltende medizinische Geräte
• Raumfahrtausrüstung für höhere Zuverlässigkeit

Motherboards für Netzteil Filterung und viel allgemeiner wird die höchste Anzahl von Tantal-Kondensatoren als Tantal-Chip-Kondensator in Form von SMD (Surface Mount Device) in Massenproduktion hergestellt. Es ist mit Kontaktflächen auf beiden Seiten eines Gehäuses ausgestattet. Gemäß den EIA-5335-BAAC-Standards werden Tantal-Chip-Kondensatoren in verschiedenen Ausführungen entwickelt und hergestellt.

Unterschiede zwischen Tantal und Keramikkondensator

Das Tantal & Keramikkondensator werden unten diskutiert.

Auf dem Gebiet der Elektronik werden Tantal- und Keramikkondensatoren allgemein akzeptiert, um verschiedene geeignete Anwendungen zu entwerfen. Lassen Sie uns unten die Unterschiede zwischen beiden sehen.

Vorteile und Nachteile

Die Liste der Vor- und Nachteile eines festen Tantalkondensators umfasst Folgendes

Die Vorteile sind: Lange Lebensdauer, hohe Temperatur Widerstand , ausgezeichnete Leistung, hohe Genauigkeit, Effizienz beim Filtern von Hochfrequenzoberwellen.

Die Nachteile sind: Eine sehr dünne Oxidschicht, die nicht robust ist, einer Spannung über den Grenzen nicht standhalten kann, niedrige Welligkeitsstromstärke.

Anwendungen von Tantalkondensatoren

Tantalkondensatoren bieten verschiedene Vorteile und werden daher in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, insbesondere in der modernen Elektronik, um eine höhere Stabilität für einen Temperatur- und Frequenzbereich, eine langfristige Zuverlässigkeit und einen rekordhohen volumetrischen Wirkungsgrad zu erzielen.

Ein Tantalkondensator ist eine anspruchsvolle Komponente für Cardio-Implantate, um den unregelmäßigen Herzschlag automatisch zu erfassen und in wenigen Sekunden einen elektrischen Gegenschock zu erzeugen. Dieser Kondensator findet seine Position in den anspruchsvollsten Branchen wie Medizin, Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt, Militär, Automobil und Computer.

FAQs

1). Nennen Sie einige Anwendungen von feuchten Tantalkondensatoren?

Es wird in Branchen wie Telekommunikation, Avionik, Raumfahrt, Medizin, Telekommunikation und Verbraucheranwendungen eingesetzt.

2). Was ist die Stoßspannung in Bezug auf den Tantalkondensator?

Eine Stoßspannung ist die höchste Spannung, die in Schaltkreisen mit minimalem Serienwiderstand für einen kürzeren Zeitraum an einen Kondensator angelegt werden kann.

3). Was ist Sperrspannung? Was passiert mit dem Tantalkondensator, wenn eine Sperrspannung angelegt wird?

In der Sperrspannung ist die Anodenelektrodenspannung in Bezug auf die Kathodenspannung negativ. Bei einer Sperrspannung fließt ein Sperrleckstrom in kleinen Mikrorissen oder Defekten über die dielektrische Schicht zur Anode des Kondensators.

4). Welche verschiedenen Dielektrika werden zur Herstellung des Tantalkondensators verwendet?

• Mangandioxid-Elektrolyt
• Tantalpentoxid, Ta 2 O 5
• Niobpentoxid, Nb2O5

5). Erklären Sie die Polaritätsmarkierung eines Tantalkondensators

Die Polarität und Markierungen auf den Kondensatoren erleichtern die Identifizierung von Anode und Kathode.

• Zwei Bänder und ein positives Vorzeichen helfen bei der Identifizierung des Wertes der Kapazität und der maximalen Arbeitsspannung.
• Der oberste Wert links zeigt jedoch den Kapazitätswert in Mikrofarad (uF). Zum Beispiel beträgt der Wert in der unten angegebenen Abbildung 2,2 uF.
• Die Spannung unter dem Kapazitätswert ist die maximale Arbeitsspannung eines Kondensators, d. H. 25 V.
• Unterhalb des langen Bandes ist ein positives (+) Vorzeichen zu erkennen. Die Kombination aus einem langen Band und einem '+' - Zeichen zeigt an, dass diese Stelle eine positive Leitung / Anode aufweist, während die andere Seite eine negative Leitung / Kathode anzeigt.
• Eine Sperrspannung oder ein falscher Anschluss können den Kondensator beschädigen.

6). Impedanz definieren

Die Impedanz ist der Gesamtwiderstand in Ohm eines Netzwerks bei einer bestimmten Frequenz, einschließlich der Winkelteile sowohl des Realen als auch des Imaginären.

7). Geben Sie einen Unterschied zwischen Tantal und Keramikkondensator an.

In dem Tantalkondensator zeigt sich keine Kapazitätsinstabilität in Bezug auf die angelegte Spannung, wohingegen ein Keramikkondensator Kapazitätsänderungen in Bezug auf eine angelegte Spannung zeigt.

Trotzdem vertrauen Entwickler auf Tantalkondensatoren als zuverlässige Komponenten. Dank der erweiterten Funktionen wie geringerem Gewicht, geringem Stromverlust und hoher Kapazität pro Volumen kann die Kapazität in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Das Tantalkondensator sollte entsprechend angeschlossen werden, um Beschädigungen zu vermeiden.

Hohe Leckage / Kurzschluss, ESR und niedrige Kapazität / Unterbrechung sind die drei Hauptgründe für den Ausfall des Kondensators. Hersteller und Designer müssen sicherstellen, dass Schutz und langfristige Zuverlässigkeit gewährleistet sind. Dank seiner herausragenden Eigenschaften können Tantalkondensatoren in nahezu jeder Branche eingesetzt werden, um eine geeignete Anwendung zu entwickeln.