Seramik Kondansatör
Seramik kondansatörlerde dielektrik madde olarak iletken levhalar arasında baryum titanat veya titanyum dioksit gibi seramik maddeler bulunur. Disk biçimindeki seramik kondansatörlere mercimek kondansatörler adı verilir. Seramik kondansatörlerin kapasite değerleri küçük, toleransları ise %20 civarındadır. Bu tip kondansatörlerin kapasite değerleri sıcaklık ve nemden kolay etkilenir. Seramik kondansatörlerin enerji kayıpları düşük olduğundan yüksek frekanslı devrelerde kullanılabilirler.
Kullanım Alanları
Yüksek frekanslı devrelerde bypass kondansatörü olarak kullanılırlar. Yüksek frekanslı devre uygulamalarında çalışacak hassaslıkta ve kutupsuz kondansatör olarak imal edilirler.
Seramik kondansatörlerde sıcaklık katsayısının harflerle yazılması ve okunması.
Seramik Kondansatör Çeşitleri
Yapısal olarak iki gruba ayrılabilir
- Seramik Disk Kondansatörü
- Çok Katmanlı Seramik Kondansatör (MLCC)
Seramik Disk Kondansatörü
Seramik disk kondansatörler, seramik bir yalıtkanın her iki tarafında iki iletken diske sahiptir. Her diske bir iletken uç takılır ve su geçirmez seramik malzemeyle kaplanmıştır.
Disk tipi kapasitörler, birim hacim başına yüksek kapasitansa sahiptir . 0,01 μF değerine kadar mevcuttur. 750 V DC ve AC için 350 V’a kadar voltaj değerlerine sahiptir.
Çok Katmanlı Seramik Kondansatör
Çok katmanlı seramik kapasitörler (MLCC‘ler), genellikle baryum titanat olmak üzere metal elektrotlarla ayrılmış birkaç seramik malzeme katmanından oluşur. Bu tasarım, birden fazla kapasitörün paralel olarak yerleştirilmesini içerir .
Bazı MLCC’lerde, her biri ayrı bir kapasitör görevi gören yüzlerce seramik katman bulunur. Bu katmanlar genellikle baryum titanattan yapılır ve metal elektrotlarla ayrılır.
Terminal kontakları yapının her iki ucundan alınır. Bazı MLCC’lerde ise her biri yalnızca birkaç mikrometre kalınlığında yüzlerce seramik katman bulunur.
Yapının toplam kapasitansı , her katmanın kapasitansı ile kapasitördeki toplam katman sayısının çarpımı olacaktır .
Çok katmanlı kapasitör yapısı, yüzeye montaj teknolojisiyle birleştirildiğinde neredeyse ideal yüksek frekanslı kapasitörler üretebilir. Bazı küçük değerli (örneğin, onlarca pikofarad) yüzeye montajlı MLCC’ler, birden fazla gigahertz aralığında kendi kendine rezonans frekanslarına sahip olabilir.
Çoğu MLCC’nin kapasitans değerleri 1 μF veya daha azdır ve voltaj değerleri 50 V veya daha azdır. Katmanlar arasındaki küçük boşluk, voltaj değerini sınırlar.
Ancak, küçük aralıklar ve çok sayıda katmanın birleşimi, üreticilerin 10 ila 100 pf aralığında kapasitans değerlerine sahip daha yüksek değerli MLCC’ler üretmelerine olanak sağlamıştır. MLCC’ler mükemmel yüksek frekanslı kapasitörlerdir ve genellikle yüksek frekanslı filtreleme ve dijital mantık ayırma uygulamalarında kullanılırlar.
Yüksek K (K= dielektrik sabiti) değerli seramik kapasitörler yalnızca orta frekanslı kapasitörlerdir . Zamana, sıcaklığa ve frekansa karşı nispeten kararsızdırlar. Başlıca avantajları, standart seramik kapasitörlere kıyasla daha yüksek kapasitans/hacim oranıdır.
Genellikle kritik olmayan uygulamalarda bypass, kuplaj ve blokaj için kullanılırlar. Bir diğer dezavantajı ise voltaj dalgalanmalarının bunlara zarar verebilmesidir.
Bu nedenle düşük empedanslı bir güç kaynağında doğrudan bypass kapasitörleri kullanılması önerilmez.
Seramik Kondansatörün Avantajları
- Piyasada her ebat ve şekilde mevcuttur.
- Aynı zamanda seramik kondansatörler ucuzdur.
- Ayrıca hafiftirler.
- Yeterli yüksek gerilime (100V’a kadar) dayanacak şekilde tasarlanabilirler.
- Performansları güvenilirdir.
- Hibrit entegre devrelerde kullanıma uygundurlar.
Seramik Kondansatörün Dezavantajları
- Çok yüksek voltajlı seramik kondansatörler mevcut değildir.
- Yüksek kapasitans değerleri mümkün değildir.
Seramik Kondansatörün Uygulamaları
Elektronik endüstrisinde MLCC’lerin en çok üretilen kapasitör olduğunu göz önüne alarak, seramik kapasitörler için sayısız uygulama olduğunu söylemeye gerek yok(buzdolabı, tv, pc, aklınıza ne gelirse). 2. sınıf yüksek güç kapasitörleri, yüksek voltajlı lazer güç kaynaklarında, güç devre kesicilerinde, endüksiyon fırınlarında vb. kullanılmaktadır. Küçük boyutlu SMD (yüzeye montaj) kapasitörleri genellikle baskılı devre kartlarında kullanılır. Yüksek yoğunluklu uygulamalarda karşılaştırılabilir kapasitörler kullanır. Ayrıca, bileşenler üzerinde yüksek frekanslar ve yüksek düzeyde elektriksel olarak çok fazla baskı yapan DC-DC dönüştürücülerinde kullanılır. 100nF seramik kapasitör ayrıca polarize olmadıkları ve çok çeşitli kapasitanslarda, voltaj değerlerinde ve boyutlarında mevcut olduklarından genel amaçlı bir kapasitör olarak da kullanılabilirler. Özellikle robotik alanındaki birçok hobi, RF uygulamasında, DC motorlar da seramik disk kondansatörlere çokça ihtiyaç duyulmaktadır.
Orta ve yüksek geçirgenliğe sahip seramik kapasitörler, Q faktörü ve kararlılığın çok önemli olmadığı bypass ve ayırma uygulamaları veya frekans ayrımı için kullanılır .
Genellikle kritik olmayan uygulamalarda bypass, kuplaj ve blokaj için kullanılırlar. Bir diğer dezavantajı ise voltaj dalgalanmalarının bunlara zarar verebilmesidir.
Bu nedenle düşük empedanslı bir güç kaynağında doğrudan bypass kapasitörleri kullanılması önerilmez.