Um tântalo de alto desempenho capacitor oferece aos projetistas uma solução de alta capacitância confiável e estável. Com quase 60 anos de utilização, os capacitores de tântalo são empregados no desenvolvimento de várias aplicações para indústrias como aviônica militar e comercial, automação industrial e sistemas de controle, eletrônicos médicos críticos e implantáveis, smartphones, laptops, desktops e notebooks. Bell Laboratories, durante o início dos anos 1950, inventou capacitores sólidos de tântalo como um capacitor de suporte de baixa tensão altamente avançado e altamente confiável. Este artigo descreve uma visão geral do capacitor de tântalo.

O que é capacitor de tântalo?

Um capacitor eletrolítico de tântalo compreende um metal de tântalo - atuando como um ânodo, envolto em uma camada de óxido anódico de óxido - empregado como um dielétrico, que é ainda envolvido por um eletrólito líquido ou sólido como um cátodo. Como o dióxido de manganês (MnO2) oferece recursos de autocura para garantir confiabilidade a longo prazo, ele é usado como o cátodo .

capacitor de tântalo

Os capacitores de tântalo são extremamente estáveis, menores e mais leves e têm menor tensão máxima de trabalho e capacitância. Esses capacitores vazam menos corrente e têm menos indutância , portanto, eles não são adequados para circuitos de acoplamento de alta frequência.

Polaridade e Marcações

O polaridade e marcações do capacitor de tântalo são discutidos abaixo.

Os capacitores de tântalo são capacitores polarizados inatamente com terminais positivo e negativo e são apropriados com fontes CC. A polaridade e as marcações nos capacitores facilitam a identificação do ânodo e do cátodo.
Duas bandas e um sinal positivo ajudam a identificar o valor da capacitância e da tensão máxima de trabalho.
No entanto, o valor mais acima à esquerda revela o valor da capacitância em microfarads (uF). Por exemplo, o valor na figura abaixo é 2,2 uF.
A tensão abaixo do valor de capacitância é a tensão máxima de trabalho de um capacitor, ou seja, 25V.
Um sinal positivo (+) é notado abaixo da faixa longa. A combinação de uma banda longa e um sinal “+” indica que este lado possui um terminal / ânodo positivo, enquanto o outro lado indica um terminal / cátodo negativo.
A tensão reversa ou conexão incorreta pode danificar o capacitor.
Tântalo eletrolítico
Falha do capacitor de tântalo

Comportamento de polarização reversa do sólido de montagem em superfície, tântalo Capacitores explica que os capacitores de tântalo são projetados para operar apenas em condições polarizadas de tensão direta e falham se uma tensão reversa for aplicada, o que inclui a ativação rápida de um circuito de baixa impedância ou a ocorrência de um pico de corrente durante sua operação.

Modo de falha do capacitor

O artigo publicado pela ASM International afirma claramente que Capacitor de tântalo modo de falha é dividido em três principais categorias

“para que serve um transceptor ”

Vazamento alto / curto

A aplicação de tensão reversa pode produzir altas correntes de fuga, o que geralmente ocorre durante a solução de problemas, mau funcionamento e / ou teste de bancada. Os capacitores de tântalo com cristalização causam falha de curto-circuito porque os pontos de acesso formados durante a cristalização aquecem o cátodo.

Resistência de série alta equivalente (ESR)

O ESR de um capacitor é fortemente afetado pela mecânica / termomecânica se exposto à montagem da placa, escolha e posicione, refluxo e vida útil da aplicação. Esse tipo de estresse costuma ser comprometido em conexões externas e / ou internas, levando a VHS elevado.

Baixa Capacitância / Aberto

Como a capacitância de um capacitor de tântalo não muda em condições normais de operação, a falha é incomum. A capacitância mais baixa de um capacitor de tântalo em qualquer aplicação pode ser uma indicação de um capacitor em curto, enquanto a falha aberta pode ser o resultado de um condutor positivo danificado comprometido e a conexão do fio.

capacitor de causas comuns de tântalo

Tamanhos e usos SMD

Capacitor de tântalo oferece recursos importantes como extrema estabilidade, confiabilidade e baixo vazamento de corrente. Esses recursos permitem que os capacitores sejam aplicados em -

dimensionamento-do-capacitor de tântalo

Circuito de amostra e retenção para alcançar uma longa duração de retenção
O desacoplamento do trilho da fonte de alimentação oferece maior eficiência com menor ESR
Sistemas de embalagem extremamente eficientes
Aplicativos relacionados às indústrias militar e aeroespacial
Dispositivos médicos de suporte de vida
Equipamento espacial para maior confiabilidade

Placas-mãe para fonte de energia filtragem, e muito mais geralmente, o maior número de capacitores de tântalo são produzidos em massa como um capacitor de chip de tântalo na forma de SMD (dispositivo de montagem em superfície). Ele é projetado com superfícies de contato em ambos os lados de uma caixa. Seguindo os padrões EIA-5335-BAAC, os capacitores com chip Tantalum são projetados e produzidos em diferentes estilos.

Código EIA métrica	L ± 0,2 (milímetros)	W ± 0,2 (milímetros)	H max (milímetros)	Código EIA polegadas	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	eu	-	M, M0
EIA 2012-12	2.05	1,35	1,2	0805	R	R	DENTRO
EIA 2012-15	2.05	1,35	1,5	0805	P	-	R
EIA 3216-10	3,2	1,6	1.0	1206	PARA	eu	Q, A0
EIA 3216-12	3,2	1,6	1,2	1206	S	S	-

Diferenças entre tântalo e capacitor de cerâmica

O tântalo e capacitor de cerâmica são discutidos abaixo.

No campo da eletrônica, capacitores de tântalo e cerâmica são amplamente aceitos para projetar várias aplicações adequadas. Vamos ver abaixo as diferenças entre os dois.

Capacitor de tântalo	Capacitor cerâmico
A instabilidade da capacitância não é exibida em relação à tensão aplicada	A capacitância muda em relação à tensão aplicada
Exibe mudança de capacitância linear relacionada à temperatura	Exibe a mudança de capacitância mais não linear relacionada à temperatura
Capacitores de tântalo não passam por um processo de envelhecimento semelhante	Eventualmente exibe uma diminuição logarítmica na capacitância conhecida como envelhecimento
Eles são classificados por vazamento de corrente contínua (ou DCL).	Eles normalmente especificam a resistência de isolamento.

Vantagens e desvantagens

A lista das vantagens e desvantagens de um capacitor sólido de tântalo inclui o seguinte

As vantagens são: longa vida, alta temperatura resistência , excelente desempenho, alta precisão, eficiência na filtragem de harmônicos de alta frequência.

As desvantagens são: Ter uma camada de óxido muito fina que não é robusta, não pode suportar tensão acima dos limites, classificação de corrente de ondulação baixa

Aplicações do capacitor de tântalo

Capacitores de tântalo oferecem vários benefícios e, portanto, são utilizados em várias aplicações, particularmente em eletrônicos modernos para maior estabilidade para suportar uma variedade de temperaturas e frequências, confiabilidade de longo prazo e eficiência volumétrica recorde.

Um capacitor de tântalo é um componente exigente para implantes cardiovasculares para detectar automaticamente os batimentos cardíacos irregulares e dar um contra-choque elétrico em poucos segundos. Este capacitor encontra sua posição nos setores verticais mais exigentes, como médico, telecomunicações, aeroespacial, militar, automotivo e computadores.

FAQs

1). Cite algumas aplicações de capacitores de tântalo úmido?

É usado em indústrias como telecomunicações, aviônica, espacial, médica, telecomunicações, aplicações de consumo.

2). O que é tensão de surto em termos do capacitor de tântalo?

Um surto de tensão é a tensão mais alta que pode ser aplicada a um capacitor por um período mais curto em circuitos com resistência mínima em série.

3). O que é tensão reversa? O que acontece com o capacitor de tântalo quando uma tensão reversa é aplicada?

A tensão reversa é onde a tensão do eletrodo anódico é negativa em relação à tensão catódica. Com uma tensão reversa, uma corrente de fuga reversa flui em pequenas microfissuras ou defeitos através da camada dielétrica até o ânodo do capacitor.

4). Quais são os vários dielétricos usados para fabricar o capacitor de tântalo?

Eletrólito de dióxido de manganês
Pentóxido de tântalo, Ta2O5
Pentoóxido de Nióbio, Nb2O5

5). Explique a marcação de polaridade de um capacitor de tântalo

A polaridade e as marcações nos capacitores facilitam a identificação do ânodo e do cátodo.

Duas bandas e um sinal positivo ajudam a identificar o valor da capacitância e da tensão máxima de trabalho.
No entanto, o valor mais acima à esquerda revela o valor da capacitância em microfarads (uF). Por exemplo, o valor na figura abaixo é 2,2 uF.
A tensão abaixo do valor de capacitância é a tensão máxima de trabalho de um capacitor, ou seja, 25V.
Um sinal positivo (+) é notado abaixo da faixa longa. A combinação de uma banda longa e um sinal “+” indica que este local tem uma derivação / ânodo positivo, enquanto o outro lado indica uma derivação / cátodo negativo.
Uma tensão reversa ou conexão incorreta pode danificar o capacitor.

6). Definir impedância

A impedância é a resistência total em ohms de qualquer rede em uma frequência específica, incluindo as partes angulares do real e do imaginário.

7). Dê uma diferença entre o capacitor de tântalo e cerâmica.

“1 fase vs energia trifásica ”

No capacitor de tântalo, a instabilidade da capacitância não é exibida em relação à tensão aplicada, enquanto que o capacitor de cerâmica exibe mudanças na capacitância em relação à tensão aplicada.

No entanto, os capacitores de tântalo são considerados componentes confiáveis pelos projetistas. Seus recursos aprimorados, como peso reduzido, baixo vazamento de corrente e alta capacitância por volume, permitem que a capacitância seja usada em uma ampla variedade de aplicações. O capacitor de tântalo deve ser conectado adequadamente para evitar qualquer dano.

Alta fuga / curto, ESR e Baixa capacitância / Abertura são as três principais razões para a falha do capacitor. Os fabricantes e projetistas devem garantir o fornecimento de proteção contra confiabilidade de longo prazo. Oferecer características excepcionais faz com que os capacitores de tântalo sejam utilizados em quase todos os setores para desenvolver uma aplicação adequada.