Capacitor
Guia de condensadores
Relatório técnico: Evolving Capacitors Condensadores cerâmicos multicamadas, Parte 2: Tecnologia (parte 2/2)
Este artigo é uma continuação de "Capacitores em evolução: Condensadores cerâmicos multicamada, Parte 2-Tecnologia (parte 1/2)".
Leia primeiro a "parte 1/2" para ter uma perspetiva geral.
Considerar as caraterísticas de temperatura e tensão CC
Para além das suas muitas vantagens, os condensadores cerâmicos multicamadas têm duas grandes desvantagens.
Em primeiro lugar, têm fracas caraterísticas de temperatura. Especificamente, a capacitância eletrostática varia muito com as mudanças de temperatura. A capacitância de um capacitor eletrolítico de alumínio varia aproximadamente ±15% dentro de uma faixa de temperatura de -55 a +125°C. Em contraste, a capacitância de um capacitor cerâmico multicamadas varia muito numa faixa de +30 a -80%, dependendo do modelo (por exemplo, produtos do Tipo F). Por conseguinte, se os condensadores cerâmicos multicamadas se destinarem a ser utilizados em dispositivos electrónicos para o interior de automóveis ou outros locais onde a temperatura se torna muito elevada, ou em dispositivos electrónicos utilizados em áreas frias, como estâncias de esqui, devem ser selecionados condensadores com pouca variação de capacitância, como os produtos do tipo B, aquando da conceção do circuito eletrónico.
Contudo, note-se que a desvantagem das fracas caraterísticas térmicas se aplica apenas aos condensadores multicamadas de cerâmica com uma elevada constante dieléctrica (Classe 2) que utilizam titanato de bário (BaTiO3) como material dielétrico. Os condensadores cerâmicos multicamadas de classe 1 que utilizam óxido de titânio (TiO2) têm um pequeno coeficiente de temperatura de capacitância de ±60 ppm/°C, no máximo, na gama de temperaturas de -55 a +125°C. No entanto, ainda não foi comercializado um condensador cerâmico multicamadas à base de TiO2 de elevada capacitância porque o óxido de titânio tem uma pequena constante dieléctrica relativa.
Em segundo lugar, os condensadores cerâmicos multicamadas têm caraterísticas de tensão CC (caraterística de polarização CC). As caraterísticas da tensão CC referem-se ao fenómeno em que a capacitância eletrostática efectiva diminui quando a tensão CC é aplicada a um condensador cerâmico multicamadas (Fig. 3).
Os condensadores cerâmicos multicamada têm uma caraterística em que a capacitância eletrostática efectiva diminui quando é aplicada uma tensão DC. Isto também é conhecido como a caraterística de polarização DC.
Por exemplo, quando se aplica uma tensão contínua de 4 V a um condensador cerâmico multicamada com uma tensão nominal de 6,3 V e uma capacidade de 100 μF, a capacidade é reduzida em cerca de 20% no caso de um produto do tipo B, ou em cerca de 80% no caso de um produto do tipo F. Este fenómeno não ocorre nos condensadores electrolíticos de alumínio e nos condensadores electrolíticos de tântalo.
Por conseguinte, ao selecionar um condensador cerâmico multicamada, o componente de tensão CC da linha de sinal ao qual o condensador é aplicado deve ser medido antecipadamente para determinar o grau de redução da capacitância efectiva. (Consulte o artigo separado "JEITA Standardizes Notation in View of DC Bias Characteristic.") No entanto, os chips semicondutores fabricados com tecnologia de microfabricação avançada têm uma fonte de alimentação bastante baixa. Recentemente, os chips que operam a cerca de 1,0 V não são incomuns e, como resultado, o problema das caraterísticas de tensão CC não é tão significativo em circuitos acionados em baixas tensões.
O problema relacionado com as caraterísticas da tensão contínua ocorre apenas nos produtos da classe 2. Isto deve-se ao facto de o titanato de bário utilizado nos produtos desta classe ser um material ferroelétrico. Por conseguinte, os produtos da classe 1 que utilizam óxido de titânio, que é um material paraelétrico, não são afectados pelo problema.
*Os nomes de empresas e produtos indicados são marcas comerciais ou marcas comerciais registadas de cada empresa.
* O conteúdo deste artigo, publicado na edição de fevereiro a março de 2010 da "Tech On!" Nikkei Business Publications, Inc., foi reestruturado.
* Para mais pormenores sobre os condensadores cerâmicos multicamada da Murata Manufacturing, consulte o seguinte:
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