Condensatorul de tantal este un subtip de condensator electrolitic . Este realizat din tantal metalic , acționând ca un anod, acoperit cu un strat de oxid izolator. Datorită utilizării unui strat dielectric subțire în el, condensatorul de tantal diferă de alți condensatori electrolitici de capacitate mare, cu același volum și greutate mai mică. Are o capacitate mare, precum și o greutate mică în comparație cu alți condensatori. Condensatoarele de tantal sunt mai scumpe decât condensatoarele electrolitice din aluminiu.
Condensatoarele de tantal sunt polarizate. Tensiunea inversă începe procesul de distrugere în ele. Condensatoarele nepolare (bipolare) sunt realizate prin conectarea a doi condensatori polari în serie. [unu]
Condensatorii electrolitici se bazează pe capacitatea anumitor metale speciale de a forma un strat izolator subțire. Aplicarea tensiunii unui anod de tantal într-o baie electrolitică formează un strat dielectric de oxid a cărui grosime este proporțională cu tensiunea aplicată. Stratul dielectric rezultat este amorf și nu conduce electricitatea . [2]
Un electrolit este utilizat ca catod în condensatoarele electrolitice . Electrolitul din condensatoarele de tantal este dioxidul de mangan . [2]
Dielectricul unui condensator electrolitic are o grosime mică și se află în intervalul nanometri pe volt, în timp ce rezistența dielectrică a straturilor de oxid este mai puternică. Astfel, condensatoarele de tantal au o capacitate volumetrică mare în comparație cu alte tipuri de condensatoare. Suprafața gravată a anodului mărește aria de contact, drept urmare capacitatea condensatorului crește de 200 de ori.
Volumul unui condensator electrolitic este determinat de produsul dintre capacitate și tensiunea de funcționare.
Defectarea condensatoarelor cu tantal poate provoca căldură și incendiu. Se poate întâmpla din cauza supratensiunii. Anodul de tantal vine în contact cu catodul de dioxid de mangan , care provoacă o reacție chimică. Pentru a preveni defecțiunea condensatoarelor cu tantal, se folosesc circuite de siguranță. [unu]
Tensiune nominalăTensiunea nominală este tensiunea de c.c. maximă sau tensiunea de impuls de vârf care poate fi aplicată continuu la orice temperatură din intervalul de temperatură nominală (IEC/EN 60384-1). [3] Tensiunea nominală a condensatoarelor electrolitice scade odată cu creșterea temperaturii. Scăderea tensiunii la temperatură ridicată prelungește durata de viață a condensatorului. Tensiunea mai mică are un efect pozitiv asupra condensatorului electrolitic cu tantal, astfel încât scăderea tensiunii reduce șansa de defecțiune și îmbunătățește fiabilitatea condensatorului.
Rata de eșec (fiabilitatea) este o proprietate care arată performanța funcției sale de către o componentă într-un anumit interval de timp. [3] Pentru condensatoarele cu tantal, în general, fiabilitatea este specificată la 85 °C și tensiunea nominală ca condiții de referință și este exprimată ca procent de componente defectate la o mie de ore (n% / 1000 h).
Condensatoarele de tantal sunt componente fiabile. Îmbunătățirea continuă a tehnologiei tantalului și condensatoarelor a condus la o reducere semnificativă a impurităților care sunt responsabile pentru majoritatea defecțiunilor de cristalizare. [3]
Durata de viață a condensatoarelor cu tantal depinde de electrolitul utilizat :
Condensatorii de tantal sunt folosiți ca filtre de alimentare pentru computere și telefoane mobile datorită compactității și fiabilității ridicate. Condensatorii de tantal din versiunea cu specificații militare (MIL-SPEC), care oferă o gamă mai largă de temperatură de funcționare, sunt utilizați în echipamentele militare. Sunt un înlocuitor popular pentru condensatoarele electrolitice din aluminiu, deoarece nu se usucă și nu își pierd capacitatea în timp. Condensatorii de tantal sunt utilizați și în echipamente medicale și echipamente audio datorită stabilității lor ridicate. [unu]