Capacitor de Tântalo: Noções Básicas
Os capacitores de tântalo fornecem níveis muito altos de capacitância em um pacote pequeno. Eles são ideais onde alta capacitância, mas baixa corrente é necessária.
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Nosso Tutorial de Capacitores inclui:
Usos de Capacitores | Tipos de Capacitores | Capacitor Eletrolítico | Capacitor Cerâmico | Capacitor de Tântalo | Capacitores de Filme | Capacitor de Mica Prata | Super Capacitor | Capacitores de Montagem em Superfície | Especificações e Parâmetros | Como comprar capacitores – dicas | Códigos e Marcas de Capacitores | Tabela de Conversão
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Os capacitores de tântalo permitem que níveis muito altos de capacitância sejam fornecidos em pequenos pacotes.
Embora não tenham capacidade de corrente e não sejam tão robustos eletricamente quanto os capacitores eletrolíticos, seu tamanho e desempenho fazem com que sejam amplamente utilizados em muitas aplicações.
Os capacitores de tântalo também são amplamente utilizados em seus formatos de montagem em superfície porque são muito mais baratos do que suas relações eletrolíticas de alumínio e podem suportar melhor o processo de soldagem.
Em vez de usar um filme de óxido sobre alumínio, eles usam um filme de óxido sobre tântalo. Eles normalmente não têm altas tensões de trabalho, 35V é normalmente o máximo e alguns até têm valores de apenas um volt ou mais.
Como os capacitores eletrolíticos, os tântalos são componentes eletrônicos polarizados e são muito intolerantes à polarização reversa, muitas vezes explodindo quando colocados sob tensão.
No entanto, seu tamanho pequeno e sua alta capacitância os tornam muito atraentes para muitos projetos de circuitos eletrônicos, tanto para placas de circuito impresso com chumbo quanto para montagem em superfície.
Noções básicas de tântalo
Capacitores de tântalo são uma forma específica de capacitor eletrolítico. Ao contrário do capacitor eletrolítico de alumínio mais familiar, os de tântalo são muito menores e oferecem um nível muito alto de capacitância para um determinado volume e peso.
Os capacitores de tântalo também possuem um ESR (resistência equivalente em série) mais baixo do que os eletrolíticos de alumínio, juntamente com uma capacidade de temperatura operacional mais alta e menor vazamento, mas a desvantagem é que eles não podem fornecer altos níveis de corrente.
O capacitor de tântalo consiste em uma pequena pastilha de tântalo que atua como ânodo para o capacitor. Este é coberto por uma camada de óxido que atua como dielétrico para o capacitor e, por sua vez, é circundado por um cátodo condutor.
O uso de tântalo no capacitor permite que uma camada isolante de óxido muito fina seja usada dentro desse componente eletrônico e esta é a chave para sua alta capacitância para um determinado volume.
A fina camada de óxido significa que níveis de capacitância muito mais altos podem ser alcançados do que se algum outro tipo de dielétrico fosse usado., e também oferece excelente estabilidade ao longo do tempo.
Modos de falha do capacitor de tântalo
Uma das desvantagens de ter uma camada de óxido muito fina como dielétrico é que ela não é particularmente robusta. Como resultado, deve-se tomar cuidado ao usar capacitores de tântalo.
Os capacitores de tântalo são confiáveis, desde que sejam operados dentro de seus limites de especificação. Muitos padrões de confiabilidade recomendam operá-los em no máximo 50% ou 60% de sua tensão nominal de trabalho para dar uma boa margem.
Se isso for feito, eles operarão de forma confiável e fornecerão um bom serviço, embora, a longo prazo, sua confiabilidade nem sempre seja tão alta quanto o esperado.
Capacitores de tântalo não toleram abuso. Se eles forem polarizados reversamente ou sua tensão de trabalho for excedida dez, eles podem falhar de maneira dramática. Na melhor das hipóteses, eles podem emitir um pouco de fumaça, mas também podem falhar explosivamente.
Deve-se tomar cuidado para garantir que isso não aconteça, pois pode levar à falha do equipamento ou até mesmo incêndios em alguns casos.
Capacitores de tântalo com chumbo
Capacitores de tântalo com chumbo normalmente vêm em um pacote pequeno e encapsulado em epóxi para evitar danos.
Em vista de sua forma, às vezes são chamados de capacitores de esfera de tântalo.
As marcações do capacitor são normalmente escritas diretamente no encapsulamento como figuras, embora um sistema de codificação de cores tenha sido popular ao mesmo tempo e alguns capacitores ainda possam ser vistos usando este sistema.
capacitores de tântalo SMD
Capacitores de tântalo de montagem em superfície são amplamente utilizados em equipamentos eletrônicos modernos. Quando projetados com margens suficientes, eles fornecem um serviço confiável e permitem a obtenção de altos valores de capacitância dentro dos pequenos tamanhos de pacote necessários para equipamentos modernos.
Os eletrolíticos de alumínio não estavam inicialmente disponíveis em pacotes de montagem em superfície, pois não eram capazes de suportar as temperaturas necessárias na soldagem. Como resultado, capacitores de tântalo que foram capazes de suportar o processo de soldagem foram quase a única escolha para capacitores de alto valor em montagens usando tecnologia de montagem em superfície.
Agora que os capacitores eletrolíticos SMD estão disponíveis, o tântalo ainda é usado em placas de circuito impresso de montagem em superfície, pois oferecem excelentes parâmetros de tamanho e desempenho, mas os capacitores eletrolíticos tendem a ser mais usados em projetos eletrônicos mais novos devido ao diferencial de custo entre esses dois componentes eletrônicos. .
Os capacitores de tântalo SMD vêm em uma variedade de tamanhos. Normalmente, eles estão em conformidade com os tamanhos padrão definidos pela EIA, Electronic Industries Alliance.
| TAMANHOS DE CAPACITORES DE TÂNTALO DE MONTAGEM EM SUPERFÍCIE | ||
|---|---|---|
| DESIGNAÇÃO DA EMBALAGEM | TAMANHO (MM) | DESIGNAÇÃO EIA |
| Tamanho A | 3,2 x 1,6 x 1,6 | EIA 3216-18 |
| Tamanho B | 3,5 x 2,8 x 1,9 | EIA 3528-21 |
| Tamanho C | 6,0 x 3,2 x 2,2 | EIA 6032-28 |
| Tamanho D | 7,3 x 4,3 x 2,4 | EIA 7343-31 |
| Tamanho D | 7,3 x 4,3 x 4,1 | EIA 7343-43 |
Marcações de capacitores de tântalo SMD
As marcações nos capacitores de tântalo SMD normalmente consistem em três números. Os dois primeiros formam os algarismos significativos e o terceiro é o multiplicador. Os valores estão em picofarads. Portanto, o capacitor de tântalo SMD mostrado abaixo tem um valor de 47 x 10 5 pF, que resulta em 4,7 µF.
Às vezes, os valores serão marcados mais diretamente, conforme mostrado no exemplo abaixo. O valor é óbvio pelas marcações.
Resumo do capacitor de tântalo
A tabela abaixo fornece alguns dos principais recursos sobre capacitores de tântalo a serem considerados ao projetar circuitos ou substituir componentes antigos.
| RESUMO DO CAPACITOR DE TÂNTALO | |
|---|---|
| PARÂMETRO | DETALHES |
| Faixas de capacitância típicas | 1µF a 100µF |
| Disponibilidade de tensão nominal | De cerca de 1,5 V a 20 V. |
| Vantagens | Alta capacitância volumétricaAlta capacitância por unidade de pesoConfiável quando usado dentro dos limites elétricosCusto-beneficioDisponível no formato SMDAmpla faixa de temperatura operacional |
| Desvantagens | Deve ser usado dentro de seus limites elétricos, caso contrário, pode falhar catastroficamente.Altas tensões e níveis de capacitância muito altos normalmente não disponíveis.Não gosta de tensão acima dos limitesNão gosta de viés reversoClassificação de corrente de ondulação baixa |
Os capacitores de tântalo são amplamente utilizados em suas variantes de tecnologia de montagem em superfície e como componentes eletrônicos com chumbo e em uma variedade de projetos de circuitos eletrônicos. Embora existam outras alternativas para eles, particularmente para projetos eletrônicos usados para fabricação em larga escala em placas de circuito impresso de montagem em superfície, eles ainda são amplamente utilizados e podem ter um bom desempenho.
Esses componentes eletrônicos são um tipo importante de capacitor que é frequentemente visto em uma variedade de projetos de circuitos de todos os tipos.
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