Un tantalio de alto rendimiento condensador ofrece a los diseñadores una solución confiable y estable de alta capacitancia. Con casi 60 años de uso, los capacitores de tantalio se emplean en el desarrollo de diversas aplicaciones para industrias como aviónica militar y comercial, sistemas de control y automatización industrial, electrónica médica crítica e implantable, teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, computadoras de escritorio y computadoras portátiles. Bell Laboratories, a principios de la década de 1950, inventó los condensadores de tantalio sólidos como un condensador de soporte de bajo voltaje altamente avanzado y muy confiable. Este artículo analiza una descripción general del condensador de tantalio.
¿Qué es el condensador de tantalio?
Un condensador de tantalio electrolítico comprende un metal de tantalio, que actúa como un ánodo, rodeado por una capa de óxido anódico de óxido, empleado como dieléctrico, que además está encerrado por un electrolito líquido o sólido como cátodo. Dado que el dióxido de manganeso (MnO2) ofrece características de autocuración para garantizar la confiabilidad a largo plazo, se utiliza como cátodo .
condensador de tantalio
Los capacitores de tantalio son extremadamente estables, más pequeños y livianos y tienen un voltaje y capacitancia máximos de trabajo más bajos. Estos condensadores pierden menos corriente y tienen menos inductancia , por lo tanto, no son adecuados para circuitos de acoplamiento de alta frecuencia.
Polaridad y marcas
los polaridad y marcas del condensador de tantalio se analizan a continuación.
- Los capacitores de tantalio son capacitores polarizados de forma innata con cables positivos y negativos y son apropiados con suministros de CC. La polaridad y las marcas de los condensadores facilitan la identificación del ánodo y el cátodo.
- Dos bandas y un signo positivo ayudan a identificar el valor de capacitancia y voltaje máximo de trabajo.
- Sin embargo, el valor más alto a la izquierda revela el valor de capacitancia en microfaradios (uF). Por ejemplo, el valor de la siguiente figura es 2,2 uF.
- El voltaje por debajo del valor de capacitancia es el voltaje de trabajo máximo de un capacitor, es decir, 25V.
- Se observa un signo positivo (+) debajo de la banda larga. La combinación de una banda larga y un signo '+' indica que este lado tiene un cable / ánodo positivo, mientras que el otro lado indica un cable / cátodo negativo.
- El voltaje inverso o la conexión incorrecta podrían dañar el capacitor.
- Tantalio Electrolítico
- Fallo del condensador de tantalio
En comportamiento de polarización inversa del sólido de montaje en superficie, tantalio Condensadores explica que los condensadores de tantalio están diseñados para funcionar solo en condiciones de polarización de voltaje directo y fallan si se aplica un voltaje inverso, lo que incluye un encendido rápido desde un circuito de baja impedancia o la aparición de un pico de corriente durante su funcionamiento.
Modo de falla del condensador
El documento publicado por ASM International establece claramente que Condensador de tantalio El modo de falla se divide en tres categorias
Fugas altas / cortas
La aplicación de voltaje inverso puede producir altas corrientes de fuga, que generalmente ocurren durante la resolución de problemas, fallas y / o pruebas en banco. Los condensadores de tantalio con cristalización provocan fallos de cortocircuito debido a que los puntos calientes formados durante la cristalización calientan el cátodo.
Alta resistencia en serie equivalente (ESR)
La ESR de un capacitor se ve fuertemente afectada por la mecánica / termomecánica si se expone al montaje de la placa, el pick-and-place, el reflujo y la vida útil de la aplicación. Este tipo de estrés a menudo se ve comprometido en conexiones externas y / o internas, lo que lleva a una ESR alta.
Baja capacitancia / abierto
Como la capacitancia de un capacitor de tantalio no cambia en condiciones normales de operación, la falla es poco común. La menor capacitancia de un capacitor de tantalio en cualquier aplicación puede ser una indicación de un capacitor en corto, mientras que la falla abierta puede ser el resultado de un cable positivo dañado comprometido y una conexión de cable.
causas-comunes-del-condensador-de-tantalio
Tamaños y usos de SMD
Condensador de tantalio ofrece características importantes como estabilidad extrema, confiabilidad y baja fuga de corriente. Estas características permiten que los condensadores se apliquen en:
dimensionamiento-del-condensador-de-tantalio
- Circuito de muestreo y retención para lograr una duración de retención prolongada
- Desacoplamiento del riel de la fuente de alimentación que ofrece mayor eficiencia con menor ESR
- Sistemas de embalaje extremadamente eficientes
- Aplicaciones relacionadas con las industrias militar y aeroespacial
- Dispositivos médicos de soporte vital
- Equipo espacial para mayor confiabilidad
Placas base para fuente de alimentación filtrado, y muchos más en general, el mayor número de condensadores de tantalio se produce en masa como un condensador de chip de tantalio en forma de SMD (dispositivo de montaje en superficie). Está diseñado con superficies de contacto en ambos lados de una caja. Siguiendo los estándares EIA-5335-BAAC, los condensadores de chip de tantalio están diseñados y producidos en diferentes estilos.
Código EIA métrico | L ± 0,2 (mm) | W ± 0,2 (mm) | H max (mm) | Código EIA pulgadas | Código de caso AVX | Código de caso Kemet | Código de caso Vishay |
| EIA 1608-08 | 1.6 | 0.8 | 0.8 | 0603 | — | — | — |
| EIA 1608-10 | 1.6 | 0.85 | 1.05 | 0603 | L | — | M, M0 |
| EIA 2012-12 | 2.05 | 1.35 | 1.2 | 0805 | R | R | EN |
| EIA 2012-15 | 2.05 | 1.35 | 1.5 | 0805 | PAG | — | R |
| EIA 3216-10 | 3.2 | 1.6 | 1.0 | 1206 | A | I | Q, A0 |
| EIA 3216-12 | 3.2 | 1.6 | 1.2 | 1206 | S | S | — |
Diferencias entre tantalio y condensador cerámico
los condensador de tantalio y cerámica se analizan a continuación.
En el campo de la electrónica, los condensadores cerámicos y de tantalio son ampliamente aceptados para diseñar diversas aplicaciones adecuadas. Veamos a continuación las diferencias entre ambos.
| Condensador de tantalio | Condensador cerámico |
| La inestabilidad de capacitancia no se exhibe con respecto al voltaje aplicado | La capacitancia cambia con respecto al voltaje aplicado. |
| Exhibe un cambio de capacitancia lineal relacionado con la temperatura | Presenta el cambio de capacitancia más no lineal relacionado con la temperatura |
| Los condensadores de tantalio no experimentan un proceso de envejecimiento similar | Finalmente muestra una disminución logarítmica en la capacitancia conocida como envejecimiento |
| Se clasifican según la fuga de corriente continua (o DCL). | Por lo general, especifican la resistencia del aislamiento. |
Ventajas y desventajas
La lista de ventajas y desventajas de un condensador de tantalio sólido incluye lo siguiente
Las ventajas son: Larga vida, alta temperatura. resistencia , excelente rendimiento, alta precisión, eficiencia en el filtrado de armónicos de alta frecuencia.
Las desventajas son: Tener una capa de óxido muy delgada que no es robusta, no puede soportar voltaje por encima de los límites, clasificación de corriente de ondulación baja.
Aplicaciones del condensador de tantalio
Condensadores de tantalio ofrecen varios beneficios y, por lo tanto, se utilizan en diversas aplicaciones, particularmente en la electrónica moderna para una mayor estabilidad para soportar un rango de temperaturas y frecuencias, confiabilidad a largo plazo y eficiencia volumétrica récord.
Un condensador de tantalio es un componente exigente para que los implantes cardiovasculares detecten automáticamente los latidos cardíacos irregulares y proporcionen una contracorriente eléctrica en pocos segundos. Este condensador encuentra su posición en las industrias verticales más exigentes como la médica, las telecomunicaciones, la aeroespacial, la militar, la automotriz y las computadoras.
Preguntas frecuentes
1). Nombre algunas aplicaciones de los condensadores de tantalio húmedo.
Se utiliza en industrias como telecomunicaciones, aviónica, espacio, médico, telecomunicaciones, aplicaciones de consumo.
2). ¿Qué es la sobretensión en términos del condensador de tantalio?
Una sobretensión es la tensión más alta que se puede aplicar a un condensador durante un período más corto en circuitos que tienen una resistencia en serie mínima.
3). ¿Qué es voltaje inverso? ¿Qué le sucede al condensador de tantalio cuando se aplica un voltaje inverso?
El voltaje inverso es donde el voltaje del electrodo del ánodo es negativo con respecto al voltaje del cátodo. Con un voltaje inverso, una corriente de fuga inversa fluye en pequeñas microgrietas o defectos a través de la capa dieléctrica hasta el ánodo del condensador.
4). ¿Cuáles son los distintos dieléctricos que se utilizan para fabricar el condensador de tantalio?
- Electrolito de dióxido de manganeso
- Pentóxido de tantalio, Ta2O5
- Pentóxido de niobio, Nb2O5
5). Explicar la marca de polaridad de un condensador de tantalio.
La polaridad y las marcas de los condensadores facilitan la identificación del ánodo y el cátodo.
- Dos bandas y un signo positivo ayudan a identificar el valor de capacitancia y voltaje máximo de trabajo.
- Sin embargo, el valor más alto a la izquierda revela el valor de capacitancia en microfaradios (uF). Por ejemplo, el valor de la siguiente figura es 2,2 uF.
- El voltaje por debajo del valor de capacitancia es el voltaje de trabajo máximo de un capacitor, es decir, 25V.
- Se observa un signo positivo (+) debajo de la banda larga. La combinación de una banda larga y un signo '+' indica que este sitio tiene un cable / ánodo positivo, mientras que el otro lado indica un cable / cátodo negativo.
- Un voltaje inverso o una conexión incorrecta podrían dañar el condensador.
6). Definir impedancia
La impedancia es la resistencia total en ohmios de cualquier red a una frecuencia específica, incluidas las partes angulares tanto de la real como de la imaginaria.
7). Dé una diferencia entre el tantalio y el condensador cerámico.
En el capacitor de tantalio, la inestabilidad de capacitancia no se muestra con respecto al voltaje aplicado, mientras que el capacitor cerámico exhibe cambios de capacitancia con respecto al voltaje aplicado.
No obstante, los diseñadores confían en los condensadores de tantalio como componentes fiables. Sus características mejoradas, como menor peso, baja fuga de corriente y alta capacitancia por volumen, permiten que la capacitancia se utilice en una amplia variedad de aplicaciones. los condensador de tantalio deben conectarse adecuadamente para evitar cualquier daño.
Alta fuga / cortocircuito, ESR y baja capacitancia / abierto son las tres razones principales de la falla del capacitor. Los fabricantes y diseñadores deben asegurarse de brindar protección y confiabilidad a largo plazo. Ofrecer características sobresalientes hace que los condensadores de tantalio se utilicen en casi todas las industrias para desarrollar una aplicación adecuada.
