Một tantali hiệu suất cao tụ điện cung cấp cho các nhà thiết kế một giải pháp điện dung cao ổn định và đáng tin cậy. Với gần 60 năm sử dụng, tụ điện Tantali được sử dụng để phát triển các ứng dụng khác nhau cho các ngành công nghiệp như điện tử hàng không quân sự và thương mại, hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp, thiết bị điện tử y tế quan trọng và có thể cấy ghép, điện thoại thông minh, máy tính xách tay, máy tính để bàn và máy tính xách tay. Phòng thí nghiệm Bell, vào đầu những năm 1950, đã phát minh ra tụ điện Tantali rắn như một tụ điện hỗ trợ điện áp thấp rất tiên tiến và đáng tin cậy. Bài viết này thảo luận tổng quan về tụ điện tantali.
Tụ Tantali là gì?
Tụ điện Tantali bao gồm một kim loại tantali - hoạt động như một cực dương, được bao bọc trong một lớp ôxit anốt bằng oxit - được sử dụng như một chất điện môi, được bao bọc thêm bởi chất điện phân lỏng hoặc rắn làm cực âm. Vì mangan đioxit (MnO2) cung cấp các tính năng tự phục hồi để đảm bảo độ tin cậy lâu dài, nó được sử dụng làm cực âm .
tantali-tụ điện
Tụ Tantalum cực kỳ ổn định, nhỏ hơn và nhẹ hơn, có điện áp và điện dung làm việc tối đa thấp hơn. Các tụ điện này rò rỉ dòng điện ít hơn và có ít điện cảm Do đó, chúng không phù hợp với các mạch ghép nối tần số cao.
Phân cực và Đánh dấu
Các cực tính và đánh dấu của tụ tantali được thảo luận dưới đây.
- Tụ tantali là tụ điện phân cực bẩm sinh với dương và dẫn âm và thích hợp với nguồn điện một chiều. Các cực và đánh dấu trên tụ điện giúp bạn dễ dàng xác định cực dương và cực âm.
- Hai dải và một dấu tích cực giúp xác định giá trị của điện dung và điện áp làm việc tối đa.
- Tuy nhiên, giá trị cao nhất ở bên trái cho thấy giá trị điện dung trong microfarads (uF). Ví dụ, giá trị trong hình dưới đây là 2,2 uF.
- Điện áp dưới giá trị điện dung là điện áp làm việc lớn nhất của tụ điện, tức là 25V.
- Dấu (+) tích cực được nhận thấy bên dưới dải dài. Sự kết hợp của một dải dài và dấu “+” cho biết bên này có cực dương / cực dương, trong khi bên kia biểu thị cực âm / cực âm.
- Điện áp ngược hoặc kết nối sai có thể làm hỏng tụ điện.
- Tantali điện phân
- Tụ Tantali bị lỗi
Trong hành vi thiên vị ngược của chất rắn bề mặt, tantali Tụ điện giải thích rằng các tụ điện Tantali được thiết kế để chỉ hoạt động trong các điều kiện phân cực điện áp thuận và không hoạt động nếu áp dụng điện áp ngược, bao gồm bật nhanh từ mạch trở kháng thấp hoặc xảy ra hiện tượng tăng đột biến trong quá trình hoạt động của nó.
Chế độ thất bại của tụ điện
Bài báo được xuất bản bởi ASM International nói rõ rằng Tụ tantali chế độ thất bại được chia thành ba chính Thể loại
Rò rỉ cao / Ngắn
Việc áp dụng điện áp ngược có thể tạo ra dòng rò rỉ cao, thường xảy ra trong quá trình xử lý sự cố, trục trặc và / hoặc thử nghiệm trên băng ghế dự bị. Tụ tantali bị kết tinh gây ra sự cố ngắn mạch vì các điểm nóng hình thành trong quá trình kết tinh làm nóng cực âm.
Điện trở dòng tương đương cao (ESR)
ESR của tụ điện bị ảnh hưởng mạnh bởi cơ học / nhiệt cơ nếu tiếp xúc với việc lắp bo mạch, chọn và đặt, chỉnh nhiệt và thời gian sử dụng của ứng dụng. Loại ứng suất như vậy thường bị tổn hại trong các kết nối bên ngoài và / hoặc bên trong, dẫn đến ESR cao.
Điện dung thấp / Mở
Vì điện dung của tụ điện Tantali không thay đổi trong điều kiện hoạt động bình thường nên việc hỏng hóc là không phổ biến. Điện dung thấp hơn của tụ điện Tantali trong bất kỳ ứng dụng nào có thể là dấu hiệu của tụ điện bị chập, trong khi Hỏng hóc hở có thể là kết quả của kết nối dây và dây dẫn dương bị hỏng.
chung-nguyên-nhân-tantali-tụ
Kích thước và sử dụng SMD
Tụ tantali cung cấp các tính năng chính như độ ổn định cao, độ tin cậy và rò rỉ dòng điện thấp. Các tính năng này cho phép các tụ điện được ứng dụng trong -
đo kích thước-của-tantali-tụ điện
- Lấy mẫu và giữ mạch để đạt được thời gian giữ lâu
- Bộ tách đường ray cung cấp điện mang lại hiệu quả cao hơn với ESR thấp hơn
- Hệ thống đóng gói cực kỳ hiệu quả
- Các ứng dụng liên quan đến lĩnh vực quân sự và hàng không vũ trụ
- Thiết bị y tế duy trì sự sống
- Thiết bị vũ trụ cho độ tin cậy cao hơn
Bo mạch chủ cho Nguồn cấp lọc, và nói chung, số lượng tụ Tantali cao nhất được sản xuất hàng loạt dưới dạng tụ điện chip tantali ở dạng SMD (thiết bị gắn trên bề mặt). Nó được thiết kế với các bề mặt tiếp xúc ở cả hai mặt của một trường hợp. Tuân theo tiêu chuẩn EIA-5335-BAAC, tụ điện chip Tantalum được thiết kế và sản xuất theo nhiều kiểu dáng khác nhau.
Mã ĐTM Hệ mét | L ± 0,2 (mm) | W ± 0,2 (mm) | H tối đa (mm) | Mã ĐTM inch | Mã trường hợp AVX | Mã trường hợp Kemet | Mã trường hợp Vishay |
| ĐTM 1608-08 | 1,6 | 0,8 | 0,8 | 0603 | - | - | - |
| ĐTM 1608-10 | 1,6 | 0,85 | 1,05 | 0603 | L | - | M, M0 |
| ĐTM 2012-12 | 2,05 | 1,35 | 1,2 | 0805 | R | R | TRONG |
| ĐTM 2012-15 | 2,05 | 1,35 | 1,5 | 0805 | P | - | R |
| ĐTM 3216-10 | 3.2 | 1,6 | 1,0 | 1206 | ĐẾN | Tôi | Q, A0 |
| ĐTM 3216-12 | 3.2 | 1,6 | 1,2 | 1206 | S | S | - |
Sự khác biệt giữa Tantali và Tụ gốm
Các tantali & tụ gốm được thảo luận dưới đây.
Trong lĩnh vực điện tử, Tantali và tụ gốm được chấp nhận rộng rãi để thiết kế các ứng dụng phù hợp khác nhau. Hãy xem bên dưới sự khác biệt giữa cả hai.
| Tụ Tantali | Tụ gốm |
| Điện dung không ổn định được thể hiện liên quan đến điện áp đặt | Điện dung thay đổi liên quan đến điện áp đặt vào |
| Thể hiện sự thay đổi điện dung tuyến tính liên quan đến nhiệt độ | Thể hiện sự thay đổi điện dung phi tuyến tính nhất liên quan đến nhiệt độ |
| Tụ tantali không trải qua quá trình lão hóa tương tự | Cuối cùng hiển thị sự sụt giảm điện dung theo lôgarit được gọi là sự già đi |
| Chúng được phân loại theo rò rỉ dòng điện một chiều (hoặc DCL). | Họ thường chỉ định điện trở cách điện. |
Ưu điểm và nhược điểm
Danh sách những ưu điểm và nhược điểm của tụ điện tantali rắn bao gồm những điều sau đây
Ưu điểm là: Tuổi thọ cao, nhiệt độ cao Sức cản , hiệu suất tuyệt vời, độ chính xác cao, hiệu quả trong việc lọc sóng hài tần số cao.
Nhược điểm là: Có lớp oxit rất mỏng, không bền, không chịu được điện áp trên giới hạn, đánh giá dòng điện gợn sóng thấp.
Các ứng dụng của Tụ Tantali
Tụ tantali mang lại nhiều lợi ích khác nhau và do đó, được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, đặc biệt là trong thiết bị điện tử hiện đại để có độ ổn định cao hơn để chịu được nhiều nhiệt độ và tần số, độ tin cậy lâu dài và hiệu suất thể tích cao kỷ lục.
Tụ tantali là một thành phần cần thiết cho cấy ghép tim mạch để tự động cảm nhận nhịp tim không đều và tạo ra một cú sốc điện sau vài giây. Tụ điện này tìm thấy vị thế của mình trong các ngành công nghiệp đòi hỏi khắt khe nhất như y tế, viễn thông, hàng không vũ trụ, quân sự, ô tô và máy tính.
Câu hỏi thường gặp
1). Kể tên một số ứng dụng của tụ điện tantali ướt?
Nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp như viễn thông, điện tử hàng không, vũ trụ, y tế, viễn thông, các ứng dụng tiêu dùng.
2). Điện áp tăng là gì về mặt tụ điện tantali?
Điện áp tăng là điện áp cao nhất có thể đặt vào tụ điện trong thời gian ngắn hơn trong mạch có điện trở nối tiếp cực tiểu.
3). Điện áp ngược là gì? Điều gì xảy ra với tụ điện tantali khi đặt điện áp ngược?
Điện áp ngược là nơi điện áp của điện cực anốt là âm liên quan đến điện áp catốt. Với điện áp ngược, dòng điện rò ngược chạy trong các khe nứt nhỏ hoặc khuyết tật xuyên qua lớp điện môi đến cực dương của tụ điện.
4). Các chất điện môi khác nhau được sử dụng để sản xuất tụ điện tantali là gì?
- Mangan đioxit điện phân
- Tantali pentoxit, Ta2O5
- Niobi Pentoxit, Nb2O5
5). Giải thích cách đánh dấu cực của tụ điện tantali
Các cực và đánh dấu trên tụ điện giúp bạn dễ dàng xác định cực dương và cực âm.
- Hai dải và một dấu tích cực giúp xác định giá trị của điện dung và điện áp làm việc tối đa.
- Tuy nhiên, giá trị cao nhất ở bên trái cho thấy giá trị điện dung trong microfarads (uF). Ví dụ, giá trị trong hình dưới đây là 2,2 uF.
- Điện áp dưới giá trị điện dung là điện áp làm việc lớn nhất của tụ điện, tức là 25V.
- Dấu (+) tích cực được nhận thấy bên dưới dải dài. Sự kết hợp của dải dài và dấu “+” cho biết vị trí này có cực dương / cực dương, trong khi phía bên kia biểu thị cực âm / cực âm.
- Điện áp ngược hoặc kết nối sai có thể làm hỏng tụ điện.
6). Xác định trở kháng
Trở kháng là tổng trở kháng tính bằng ohm của bất kỳ mạng nào ở một tần số cụ thể, bao gồm các phần góc của cả thực và ảo.
7). Đưa ra một điểm khác biệt giữa Tantali và tụ gốm.
Trong tụ điện Tantali, sự không ổn định về điện dung không được thể hiện liên quan đến điện áp đặt vào, trong khi đó, tụ gốm thể hiện sự thay đổi điện dung liên quan đến điện áp đặt vào.
Tuy nhiên, tụ Tantalum được các nhà thiết kế tin tưởng như một linh kiện đáng tin cậy. Các tính năng nâng cao của nó như trọng lượng thấp hơn, độ rò rỉ dòng điện thấp và điện dung cao trên mỗi thể tích cho phép điện dung được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Các tụ tantali nên được kết nối thích hợp để tránh bất kỳ thiệt hại nào.
Rò rỉ / đoản mạch cao, ESR và Điện dung thấp / Mở là ba lý do chính dẫn đến hỏng tụ điện. Các nhà sản xuất và thiết kế phải đảm bảo cung cấp khả năng bảo vệ chống lại và độ tin cậy lâu dài. Mang đến những đặc điểm nổi bật làm cho tụ điện Tantali được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp để phát triển một ứng dụng phù hợp.
