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钽电容的结构原理及性能

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钽电容的结构原理及性能

发布日期:2017-08-30 作者: 点击:

钽电容是1956年由美国贝乐试验室首先研制成功的,它的性能优异,是所有电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品。钽电容器外形多种多样,并容易制成适于表面贴装的小型和片型元件。适应了目前电子技术自动化和小型化发展的需要。虽然钽原料稀缺,钽电容价格较昂贵,但由于大量采用高比容钽粉(30KuF.g-100KuF.V/g),加上对电容器制造工艺的改进和完善,钽电容还是得到了迅速的发展,使用范围日益广泛。钽电容器不仅在军事通讯,航天等领域广泛使用,而且使用范围还在向工业控制,影视设备、通讯仪表等产品中大量使用。

目前生产的钽电容主要有烧结型固体、箔形卷绕固体、烧结型液体等三种,其中烧结型固体约占目前生产总量的95%以上,而又以非金属密封型的树脂封装式为主体。小型化、片式化配合SMT技术下方兴未艾,片式烧结钽电容器已逐渐成主流。

固体钽电容器电性能优良,工作温度范围宽,而且形式多样,体积效率优异,具有其独特的特征:

钽电容器的工作介质是在钽金属表面生成的一层极薄的五氧化二钽膜。

此层氧化膜介质完全与组成电容器的一端极结合成一个整体,不能单独存在。因此单位体积内所具有的电容量特别大。即比容量非常高,因此特别适宜于小型化。

在钽电容器工作过程中,具有自动修补或隔绝氧化膜中的疵点所在的性能,使氧化膜介质随时得到加固和恢复其应有的绝缘能力,而不致遭到连续的累积性破坏。这种独特自愈性能,保证了其长寿命和可靠性的优势。

钽电解电容器具有非常高的工作电场强度,并较任何类型电容器都大,以此保证它的小型化。

钽电容器可以非常方便地获得较大的电容量,在电源滤波、交流旁路等用途上少有竞争对手。

具有单向导电性,即所谓有“极性”,应用时应按电源的正、负方向接入电流,电容器的阳极(正极)接电源“+”极,阴极(负极)接电源的“-”极;如果接错不仅电容器发挥不了作用,而且漏电流很大,短时间内芯子就会发热,破坏氧化膜随即失效。

工作电压有一定的上限平值,但这方面的缺点对配合晶体管或集成电路电源,是不重要的。

电解电容一般认为是一种性能优良,使用寿命长的电子元件,它的失效率正常时可达七级。但它总还是符合电子元器件的失效普遍规律,即澡盆形失效曲线,前期失效可在老炼过程中剔除。因此只有随机失效的可能性。而这种无效即有制造工艺控制问题,还常常伴随产品在使用过程的不当或超载所致,综合说来大约有三种模式即电流型、电压型和发热型。

钽电容器具有储藏电量、进行充放电等性能,主要应用于滤波、能量贮存与转换,记号旁路,耦合与退耦以及作时间常数元件等。在应用中要注意其性能特点,正确使用会有助于充分发挥其功能,其中诸如考虑产品工作环境及其发热温度,以及采取降额使用等措施,如果使用不当会影响产品的工作寿命。         

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