Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: в чем разница керамических и танталовых конденсаторов?
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Поставщики компонентов для электроники > Компоненты
kostya.v
Танталовые конденсаторы - электролитические, и в то же время они и немного дороже керамических на то же напряжение. Вот и задумался, а чем же тогда лучше танталовые, если вместо них можно поставить керамический смт не электролитический примерно такого же размера, да еще и дешевле?
Adlex
А по емкости Вы их не сравнивали?
Designer56
Танталовые конденсаторы бывают емкостью несколько тысяч мкФ. Какого размера будет керамический той же емкости, даже если изготовлены из керамики МП0?

Прошу прощения, я имел ввиду тип керамики Н90. МП0- самая лучшая по эл. свойствам, но и гаьбариты конденсатора при этом большие.
kostya.v
Цитата(Adlex @ Nov 30 2007, 04:21) *
А по емкости Вы их не сравнивали?


Я интересовался конденсаторами емкостью 2.2мкФ. Ставил обычно электролитические, но тут случайно посмотрел керамические и увидел, что при такой же точности +-10% керамические дешевле, да еще и не надо смотреть при установке, где плюс, а где минус. Вот и подумал, а какой смысл тогда в танталовых электролитических на такую емкость? Но раз продаются, значит в каких-то областях и характеристиках они обладают преимуществами.
Designer56
Тантал в этом случае имеет меньшие габариты- у конденсаторов этого типа наилучшее соотношение емкость/объем. Хотя керамика большой удельной емкости имеет место, она имеет в этом случае очень плохие электрические х-ки. Годится только для развязки питания. И то, при условии запаса по емкости. Хотя ВЧ фильтрующие свойства у неё лучше. Поэтому керамику обычно применяют в связке с электролитическими для подобных целей.
SIA
Цитата(Designer56 @ Nov 30 2007, 12:25) *
Тантал в этом случае имеет меньшие габариты- у конденсаторов этого типа наилучшее соотношение емкость/объем. Хотя керамика большой удельной емкости имеет место, она имеет в этом случае очень плохие электрические х-ки. Годится только для развязки питания. И то, при условии запаса по емкости. Хотя ВЧ фильтрующие свойства у неё лучше. Поэтому керамику обычно применяют в связке с электролитическими для подобных целей.

Ваши данные немного устарели. Прогресс в технологии MLCC (формирование сильно многослойных структур с тонкими слоями) привел к тому, что даже X7R (а не Z5U, Y5V) сравнялись с танталовыми по удельной емкости при напряжениях 10-25В и превзошли их при напряжении выше 25В. Сегодня в типоразмере 1210 (это примерно размер тантала "B") существуют X7R 10 мкФ 50 В, при этом цены стали вполне конкурентоспособны. Все электрические характеристики для керамики X7R (НЕ Z5U, Y5V - H90!) получаются лучше, чем у танталовых - от ESR/ESL до ресурса, сопротивлений утечки и температурного диапазона. Минус только один - несколько больший вес (крупную керамику на обратную сторону надо клеить) и сложность пайки в ИК-печи (большая теплоемкость). Ну еше худшая способность переносить удары твердыми предметами по корпусу (риск скола) smile.gif.
Поэтому, если решены проблемы монтажа, современные MLCC - становятся предпочтительным решением для замены небольших танталов (типа 10 мкФ 16В), особенно если нет необходимости в НЕнулевом ESR (требуемом многими LDO стабилизаторами). Поскольку почти все новые LDО рассчитываются на работу с керамикой, использование мелких танталов в новых разработках начинает резко сокращаться, т.к. их применение становится экономически невыгодным.
rezident
kostya.v, чтобы полнее осознать разницу сравните керамику и тантал по частотным характеристикам, собственной резонансной частоте, ESR и рабочему температурному диапазону. Габариты - это уже вторично. Для каждого элемента находится свое применение. А в каком применении вы сами планируете использовать конденсаторы?
Designer56
Цитата
сравнялись с танталовыми по удельной емкости при напряжениях 10-25В и превзошли их при напряжении выше 25В

Вот как раз мне недавно понадобились конденсаторы на 0,47- 2,2 мкФ на напряжения от 6,3 до 15 В. По габаритам получилось- выигрышнее тантал. Кроме того, мне нужно было +- 10% и совсем не годилась керамика Н90.
SIA
Цитата(Designer56 @ Nov 30 2007, 13:12) *
Вот как раз мне недавно понадобились конденсаторы на 0,47- 2,2 мкФ на напряжения от 6,3 до 15 В. По габаритам получилось- выигрышнее тантал. Кроме того, мне нужно было +- 10% и совсем не годилась керамика Н90.

Про Н90 (Y5V, Z5U) никто не говорит - не только из-за негодных параметров, но и из-за ее низкой механической прочности.
Х7R на 2,2 мкФ 10% 16 В, 25В - 0805, 1,55 р/шт за катушку.
X7R на 0,47 мкФ 10% 16В - 0603, 0,54 р/шт за катушку.
X7R на 4,7 мкФ 10% 6,3В - 0603, 1,40 р/шт за катушку.
Каковы размеры и цены аналогичных по емкости/напряжению танталов wink.gif ? Для первых двух - однозначно больше и цена, и габарит. С последним тантал может конкурировать только по цене.
Кстати, "обычный" тантал в маленьких корпусах (А и меньше) часто имеет чудовищное ESR в единицы ом, т.е. по сути ничего не фильтрует. LOW ESR тантал в этих размерах тоже не сильно лучше sad.gif.

p.s. NPO 47 нФ 5% 25В 0805 недавно держал в руках. Так что прогресс не стоит на месте!
Andreas1
Цитата(SIA @ Nov 30 2007, 13:22) *
............
X7R на 4,7 мкФ 10% 6,3В - 0603, 1,40 р/шт за катушку.

И где такую радость продают?
SIA
Цитата(Andreas1 @ Nov 30 2007, 13:42) *
И где такую радость продают?

www.smd-component.ru
Цены конечные, с НДС по безналу.
Designer56
Цитата
Кстати, "обычный" тантал в маленьких корпусах (А и меньше) часто имеет чудовищное ESR в единицы ом, т.е. по сути ничего не фильтрует. LOW ESR тантал в этих размерах тоже не сильно лучше

Так мне и не нужны был фильтрующие свойства на ВЧ- в том и вопрос, что конденсатор нужен был для сигнальных цепей. На НЧ. Здесь было верно сказано- каждому типу своё место.
SIA
Цитата(Designer56 @ Nov 30 2007, 18:24) *
Так мне и не нужны был фильтрующие свойства на ВЧ- в том и вопрос, что конденсатор нужен был для сигнальных цепей. На НЧ. Здесь было верно сказано- каждому типу своё место.

Для сигнальных цепей хорошая (не H90) керамика вообще-то всегда считалась лучше тантала - не "течет" (ток утечки на порядки меньше), имеет меньшую абсорбцию и нелинейность, свободна от НЧ-шума. Поэтому IMHO, главный критерий - диапазон емкостей, т.к. большие емкости - "по определению" вотчина оксидников (Al/Ta/Nb), а вот экономически рациональная граница - зависит от технологии, сегодня для керамики она сместилась в область единиц мкФ, завтра - будет больше.
Designer56
Цитата
Для сигнальных цепей хорошая (не H90) керамика вообще-то всегда считалась лучше тантала - не "течет"

Так само собой...Но имели место жесткие ограничения по габаритам. Кроме того, этот электролит определяет частоту вещественного полюса фильтрующей цепи, его разброс (в пределах 10%) не оказывает существенного влияния на динамические х-ки схемы. Это просто предфильтрация, для снижения амплитуды переменной составляющей с целью гарантии соответствия сигнала дин. диапазону схемы. А представьте, какие габариты у конденсатора 1 мкФ из керамики МП0? И кроме того, параметры утечки малоемкостных танталов весьма хороши.
SIA
Цитата(Designer56 @ Dec 3 2007, 07:37) *
Так само собой...Но имели место жесткие ограничения по габаритам. Кроме того, этот электролит определяет частоту вещественного полюса фильтрующей цепи, его разброс (в пределах 10%) не оказывает существенного влияния на динамические х-ки схемы. Это просто предфильтрация, для снижения амплитуды переменной составляющей с целью гарантии соответствия сигнала дин. диапазону схемы. А представьте, какие габариты у конденсатора 1 мкФ из керамики МП0? И кроме того, параметры утечки малоемкостных танталов весьма хороши.

Imho, МП0 тут излишни, Х7R для такого применения более чем достаточны - явно лучше танталов, а их габариты и нередко цены в диапазоне емкостей до единиц мкф сейчас стали меньше, чем у танталов. Собственно, на этот факт и хотел обратить внимание - как на наших глазах за несколько лет все поменялось.
dxp
Цитата(SIA @ Dec 3 2007, 11:09) *
Imho, МП0 тут излишни, Х7R для такого применения более чем достаточны - явно лучше танталов, а их габариты и нередко цены в диапазоне емкостей до единиц мкф сейчас стали меньше, чем у танталов. Собственно, на этот факт и хотел обратить внимание - как на наших глазах за несколько лет все поменялось.

Еще у керамики бывает микрофонный эффект. Особенно сильно он прявляется как раз у малогабаритной керамики на большие номиналы. Иногда это может быть очень критично. Особенно, если конденсатор стоит в сигнальной цепи.
SIA
Цитата(dxp @ Dec 3 2007, 08:40) *
Еще у керамики бывает микрофонный эффект. Особенно сильно он прявляется как раз у малогабаритной керамики на большие номиналы. Иногда это может быть очень критично. Особенно, если конденсатор стоит в сигнальной цепи.

Это зависит от типа керамики. Именно поэтому "высокоемкие" Z5U, Y5V я здесь и не рассматриваю. У X7R этот эффект или очень мал, или вообще не обнаруживается на практике. Кстати, у алюминиевых и (в меньшей степени) танталовых конденсаторов виброчувствительность тоже есть, и она вполне выражена у активных элементов (транзисторов). Достаточно карандашиком по ним постучать, поэтому входные транзисторы для малошумящих НЧ усилителей, если есть возможность, лучше брать штыревые - менее критичны к вибрации плат.
Designer56
Цитата
Еще у керамики бывает микрофонный эффект.

Встречается ещё худшая его разновидность, если иметь ввиду, что микрофонный эффект керамических конденсаторов есть по сути пъезоэффект. Мне попадались 10 нФ из Н90, которые в цепях питания (!) вызывали генерацию. Или это был просто резонанс?
SIA
Цитата(Designer56 @ Dec 3 2007, 08:49) *
Встречается ещё худшая его разновидность, если иметь ввиду, что микрофонный эффект керамических конденсаторов есть по сути пъезоэффект. Мне попадались 10 нФ из Н90, которые в цепях питания (!) вызывали генерацию. Или это был просто резонанс?

Бывает, это и есть пьезорезонанс, особенно страдали этим советские изделия типа К10-17, КМ-6.
Поэтому Z5U, Y5V - только для игрушек.
Designer56
Цитата
особенно страдали этим советские изделия типа К10-17, КМ-6.

К10-17 и КМ с приемкой 5 такими вещами не страдали. Совсем.
SIA
Цитата(Designer56 @ Dec 3 2007, 09:04) *
К10-17 и КМ с приемкой 5 такими вещами не страдали. Совсем.

Зависело от группы ТКЕ. Н90 - увы...
Вот К10-23, насмерть залитые в пластмассу - те да, "молчали" даже Н90.
dxp
Цитата(SIA @ Dec 3 2007, 11:46) *
Это зависит от типа керамики. Именно поэтому "высокоемкие" Z5U, Y5V я здесь и не рассматриваю. У X7R этот эффект или очень мал, или вообще не обнаруживается на практике. Кстати, у алюминиевых и (в меньшей степени) танталовых конденсаторов виброчувствительность тоже есть

Мал этот эффект у NP0, а вот у X7R он вполне заметен. У нас парни в приборе, который ставился на борт, были вынуждены заменить всю керамику X7R (Z5U, Y5V не применяем вообще) в сигнальном тракте на танталы (> 1 мкФ) и на пленку (Панасоник).
SIA
Цитата(dxp @ Dec 3 2007, 10:41) *
Мал этот эффект у NP0, а вот у X7R он вполне заметен. У нас парни в приборе, который ставился на борт, были вынуждены заменить всю керамику X7R (Z5U, Y5V не применяем вообще) в сигнальном тракте на танталы (> 1 мкФ) и на пленку (Панасоник).

Не повезло. У хорошей X7R виброчувствительность меньше, чем у активных элементов. У NPO тензочувствительности вообще быть не должно.
Да, вижу, "жульнических" компонентов полно... Хорошо хоть, беру от большого потока, где "левого" товара мало.
Designer56
Цитата
Зависело от группы ТКЕ. Н90 - увы...
Вот К10-23, насмерть залитые в пластмассу - те да, "молчали" даже Н90.

У К10-17 и КМ ТУ толще библии. Там есть исполнение и в виде залитого в прямоугольный корпус. КМ, вообще-то давно перестали выпускать- типономинали перешли в К10-17. Во всяком случае, мы ещё в конце 80-х по извещению заменили все КМ на К10-17. Я на борт ставил К10-17 вовсю, с приемкой, естественно. Все нормально было- даже на виброиспытаниях. Даже в измерительных схемах. Хотя, разумеется, Н90- только в развязке питания. Или в фильтрах с некритичными параметрами. Для критичных- есть К10-43.
dxp
Цитата(SIA @ Dec 3 2007, 13:45) *
Не повезло. У хорошей X7R виброчувствительность меньше, чем у активных элементов. У NPO тензочувствительности вообще быть не должно.

Куда же девается пьезоэффект?

Цитата(SIA @ Dec 3 2007, 13:45) *
Да, вижу, "жульнических" компонентов полно... Хорошо хоть, беру от большого потока, где "левого" товара мало.

Сам лично использовал 22мкФ х 16 В X5R от muRata (GRM32ER61C226ME20L). В чувствительной цепи. Вполне видна помеха на изображении при постукивании пинцетом по плате. С танталом такого нет (но шумы выше). Активные компоненты, ессно, те же самые. muRata - попосовая контора?
Designer56
Кстати, хотел добавить- потери танталов на ВЧ играют положительную роль в случае применения их в развязке. Гасятся всякого рода резонансные всплески.
SIA
Цитата(dxp @ Dec 3 2007, 14:27) *
Куда же девается пьезоэффект?
Сам лично использовал 22мкФ х 16 В X5R от muRata (GRM32ER61C226ME20L). В чувствительной цепи. Вполне видна помеха на изображении при постукивании пинцетом по плате. С танталом такого нет (но шумы выше). Активные компоненты, ессно, те же самые. muRata - попосовая контора?

Пьезоэффект - результат применения сегнетокерамики для повышения удельной емкости.
В NPO ее не должно быть по определению, в X7R, X8R - она разбавлена более инертным материалом.
X5R имеет спецификации, несколько прослабленные по отношению к X7R (ближе к Y5V/Z5U), поэтому и пьезоэффект у X5R вполне имеет право быть более выраженным, чем у X7R/X8R.
В большинстве случаев для емких конденсаторов достаточно, чтобы виброчувствительность из-за пьезоэффекта не превышала такового для активных приборов. X7R этому критерию, как правило, удовлетворяют. Но, конечно, надо проверять.

Цитата(Designer56 @ Dec 3 2007, 14:43) *
Кстати, хотел добавить- потери танталов на ВЧ играют положительную роль в случае применения их в развязке. Гасятся всякого рода резонансные всплески.

Этот эффект есть, и действительно часто полезен, но, к сожалению, плохо контролируем - изготовители если и оговаривают, то только верхнее значение ESR. Для глушения паразитных резонансов в преобразовательной электронике надежнее (воспроизводимее) низкоомный резистор+керамика, если есть возможность их применить..
kostya.v
Цитата(rezident @ Nov 30 2007, 15:52) *
kostya.v, чтобы полнее осознать разницу сравните керамику и тантал по частотным характеристикам, собственной резонансной частоте, ESR и рабочему температурному диапазону. Габариты - это уже вторично. Для каждого элемента находится свое применение. А в каком применении вы сами планируете использовать конденсаторы?


Вопрос встал в связи с разработкой маломощного источника питания, но использующего повышающие источники питания. Также дело осложняет, что запитыватся будут аналоговые высокочусвтвительные цепи. Поэтому пришлось посерьезные отнестить ко всем элементам, и в частности, к конденсаторам. К своему стыду я понял, что у меня огромный пробел знаний по конденсаторам. Пришлось последние пару дней углубиться в изучение, и теперь я уже имею представление о свойствах конденсаторах. Самый оптимальные вариант в моем случае, это использование параллельно включенных электролитических и керамических конденсаторов, последние для фильтрации на высоких частотах. Ну и конечно, нужно смотреть, чтобы все конденсаторы обладали маленьким ESR
Designer56
Цитата
но, к сожалению, плохо контролируем - изготовители если и оговаривают, то только верхнее значение ESR.

Не совсем так. Наши изготовители, например, приводят в ТУ графики зависимости модуля полного сопротивления от частоты. И кривые зависимости допустимых напряжений пульсаций от частоты. Для разных значений емкости и рраббочего напряжения.
Myron
Цитата(dxp @ Dec 3 2007, 06:27) *
Куда же девается пьезоэффект?
Сам лично использовал 22мкФ х 16 В X5R от muRata (GRM32ER61C226ME20L). В чувствительной цепи. Вполне видна помеха на изображении при постукивании пинцетом по плате. С танталом такого нет (но шумы выше). Активные компоненты, ессно, те же самые. muRata - попосовая контора?


Вся керамика имеет эти проблемы в той или иной степени.
Появились керамические конденсаторы с малым пьезоеффектом (или что там у них при постукивании?). Столкнулся с этой проблемой на двух разработках. В обоих случаях приборы должны держать удар - в первом до 150g, во втором - до 5000g (0,1...0,5мс). Пришлось поискать и найти керамику 0.1мкф и 1мкф (для пов. монтажа) и повозиться со схемами, чтобы уменьшить / убрать кондеры. В первом приборе прошло все на ура (использовал "вибропрочные" 0.1мкф, 0603 в делителях смещения для однополярных ОУ), до этого были большие помехи при ударах. Второй - проходит испытания, посмотрим. Выработал для себя некоторые правила для построения схем (впрочем, они банальные).
Если надо, приведу типы керамических кондеров, которые покупаем для этих нужд (AVX, Kemet) (на память не помню).
dxp
Цитата(Myron @ Dec 4 2007, 10:36) *
Если надо, приведу типы керамических кондеров, которые покупаем для этих нужд (AVX, Kemet) (на память не помню).

Приведите, конечно! beer.gif
Myron
Цитата(dxp @ Dec 4 2007, 02:35) *
Приведите, конечно! beer.gif


See attachment
SIA
Цитата(Myron @ Dec 4 2007, 07:36) *
Вся керамика имеет эти проблемы в той или иной степени.

Не вся. NPO чувствительности к ударам (до определенного уровня, пока трещины не пойдут) не имеет в принципе. Удар по нему равноценен удару по самой плате. Если только NPO не "липовый" - большие NPO дороги, и недобросовестные продавцы норовят подсунуть под видом NPO дешевые X7R со всеми бумагами и наклейками на катушках, как NPO.
Different
А есть серия конденсаторов, которая по характеристикам располагается между танталом и керамикой.
Например у Kemet есть серия A700 - алюминий-органических конденсаторов (AO-CAP).
Преимущества: Low ESR, большие емкости и высокие рабочие частоты.
Если кто использовал - отпишите, как они работают? Есть ли заметные недостатки?
SIA
Цитата(Different @ Dec 5 2007, 21:53) *
А есть серия конденсаторов, которая по характеристикам располагается между танталом и керамикой.
Например у Kemet есть серия A700 - алюминий-органических конденсаторов (AO-CAP).
Преимущества: Low ESR, большие емкости и высокие рабочие частоты.
Если кто использовал - отпишите, как они работают? Есть ли заметные недостатки?

Это Al с твердым электролитом, родоначальник - Sanyo OsCon. Делали еще Panasonic.
Они низковольтные, хороши для шунтирования цепей питания вместе с керамикой.
Но, ты на цену смотрел ? То-то и оно.
Different
Цитата(SIA @ Dec 6 2007, 13:36) *
Это Al с твердым электролитом, родоначальник - Sanyo OsCon. Делали еще Panasonic.
Они низковольтные, хороши для шунтирования цепей питания вместе с керамикой.
Но, ты на цену смотрел ? То-то и оно.

Цена не всегда играет первую скрипку. Особенно в жестких условиях работы. wink.gif
Знаете, сколько стоят танталы, которые ставят в цепи питания Pentium-ов в промышленных компьютерах? Оптовая цена за штучку в катушке около 5-8 USD. И это еще за бугром. У нас конечно выше.
И никто не жужжит.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.