ההבדל בין קבלים קרמיים לאלקטרוליטיים

תוכן עניינים:

ההבדל העיקרי - קרמיקה מול קבלים אלקטרוליטיים
מבנה של קבל
מהו קבל קרמיקה
מהו קבל אלקטרוליטי
ההבדל בין קבלים קרמיים לאלקטרוליטיים

ההבדל העיקרי - קרמיקה מול קבלים אלקטרוליטיים

קבלים קרמיים ואלקטרוליטיים הם שני סוגים של קבלים המשמשים במעגלים אלקטרוניים. ה ההבדל העיקרי בין קבלים קרמיים לאלקטרוליטיים זה, בקבלים קרמיים, שתי הלוחות המוליכים מופרדים על ידי חומר קרמי ואילו, בקבלים אלקטרוליטיים, שתי הלוחות המוליכים מופרדים על ידי אלקטרוליט ושכבת תחמוצת מתכת.

מבנה של קבל

קבל הוא מכשיר שיכול לאחסן אנרגיה חשמלית. למרות שיש סוגים שונים של קבלים, רובם מבוססים על אותו שרטוט בסיסי. בפשטות, קבל מורכב משתי לוחות מוליכים המופרדים על ידי חומר בידוד הנקרא "דיאלקטרי“. המבנה העיקרי מוצג להלן:

מבנה בסיסי של קבלים

ה קיבול של הקבל מתאר כמה מטען הקבל מאחסן כשיש הבדל פוטנציאלי נתון על פניו. אם לכל אחת מהלוחות המוליכות יש שטח

והם מופרדים במרחק

, ואז הקיבול

ניתן ע"י:

איפה

האם ה היתר, שהוא נכס של החומר הדיאלקטרי.

מהו קבל קרמיקה

קבל קרמי הוא סוג של קבלים אשר דיאלקטרי הוא חומר קרמי. בבנייה הפשוטה ביותר של אלה, שכבה של חומר קרמי יושבת בין שתי לוחות מוליכים. עם זאת, הסוג הנפוץ ביותר של קבלים קרמיים הוא מה שנקרא קבלים שבבים מרובי שכבות (MLCC). ב- MLCCs, יש מספר לוחות מוליכים וחומר קרמי מצורף בין כל זוג צלחות. ביעילות, הם עובדים כאילו הם הרבה קבלים קטנים במקביל, מה שנותן קיבול משולב גדול.

קבלים קרמיים: שכבה אחת (משמאל) ורב שכבתי (מימין)

ישנם שני סוגים עיקריים של קבלים קרמיים: מחלקה 1 ומחלקה 2. קבלים מסוג 1 הם מדויקים ויציבים יותר בטווח טמפרטורות גדול יותר בזמן קבלים מסוג 2 מציעים יותר יעילות נפחית (יותר קיבול ליחידת נפח).

מהו קבל אלקטרוליטי

קבל אלקטרוליטי הוא סוג של קבלים משתמש באלקטרוליט על מנת להגדיל את הקיבול שלו. בדרך כלל אלומיניום, טנטלום או ניוביום משמש כחומר מוליך. הדיאלקטרי בקבלים אלה הוא שכבת התחמוצת הנוצרת על מתכות אלה. מכיוון ששכבות תחמוצת אלו דקות מאוד,

במשוואת הקיבול לעיל קטנה מאוד, מה שהופך את הקיבול של הקבל לגבוה מאוד. בחלל שבין המוליכים יש ניירות הספוגים באלקטרוליט. האלקטרוליט עצמו פועל כאנודה בעוד שאחת מלוחות המתכת פועלת כקטודה.

כמה קבלים אלקטרוליטיים

קבלים אלקטרוליטיים הם מקוטב. המשמעות היא שכאשר הם מחוברים למעגלים, צריך לתת לכל מסוף את הקוטביות הנכונה. אם הם מחוברים לקוטביות הלא נכונה, הם עלולים להתחמם מאוד ואף להתפוצץ. עבור קבלים אלקטרוליטיים, התנגדות סדרה מקבילה (ESR) הוא מושג חשוב. אם ה- ESR גבוה מדי, אז זרם הזרם דרך המעגל יהיה קטן מדי. האיור להלן מראה כיצד ESR (עכבה) של קבל משתנה בהתנגדות. כל עקומה מציגה ערכי קיבול שונים:

עכבה כפונקציה של תדר עבור קבלים בעלי קיבול שונים

שים לב כי עבור כל סוג של קבלים, יש תדר שבו העכבה היא מינימלית. תדירות זו היא ה תדר תהודה של הקבל. שים לב שככל שהקיבול הופך גדול יותר, תדר התהודה הופך להיות קטן יותר.