Tantalkondensator är en undertyp av elektrolytisk kondensator . Den är gjord av metallisk tantal , fungerar som en anod, täckt med ett isolerande oxidskikt. På grund av användningen av ett tunt dielektriskt lager i den, skiljer sig tantalkondensatorn från andra elektrolytiska kondensatorer i hög kapacitet med samma volym och mindre vikt. Den har en hög kapacitans, samt en liten vikt jämfört med andra kondensatorer. Tantalkondensatorer är dyrare än elektrolytkondensatorer av aluminium .
Tantalkondensatorer är polariserade. Omvänd spänning startar förstörelseprocessen i dem. Icke-polära (bipolära) kondensatorer tillverkas genom att två polära kondensatorer kopplas i serie. [ett]
Elektrolytiska kondensatorer är baserade på förmågan hos vissa specialmetaller att bilda ett tunt isolerande skikt. Spänning på en tantalanod i ett elektrolytiskt bad bildar ett dielektriskt oxidskikt vars tjocklek är proportionell mot den pålagda spänningen. Det resulterande dielektriska skiktet är amorft och leder inte elektricitet . [2]
En elektrolyt används som katod i elektrolytkondensatorer . Elektrolyten i tantalkondensatorer är mangandioxid . [2]
Dielektrikumet i en elektrolytisk kondensator har en liten tjocklek och ligger i intervallet nanometer per volt, medan den dielektriska styrkan hos oxidskikten är starkare. Således har tantalkondensatorer en stor volymetrisk kapacitans jämfört med andra typer av kondensatorer. Den etsade ytan på anoden ökar kontaktytan, vilket resulterar i att kondensatorns kapacitans ökar med 200 gånger.
Volymen av en elektrolytisk kondensator bestäms av produkten av kapacitansen och driftspänningen.
Fel på tantalkondensatorer kan orsaka värme och brand. Det kan hända på grund av strömstörningar. Tantalanoden kommer i kontakt med mangandioxidkatoden , vilket orsakar en kemisk reaktion. För att förhindra fel på tantalkondensatorer används felsäkra kretsar. [ett]
MärkspänningMärkspänning är den maximala likspänningen eller toppimpulsspänningen som kontinuerligt kan appliceras vid vilken temperatur som helst inom märktemperaturområdet (IEC/EN 60384-1). [3] Spänningen för elektrolytkondensatorer minskar med ökande temperatur. Sänkning av spänningen vid hög temperatur förlänger kondensatorns livslängd. Lägre spänning har en positiv effekt på tantalelektrolytkondensatorn, så att sänka spänningen minskar risken för fel och förbättrar tillförlitligheten hos kondensatorn.
Felfrekvens (tillförlitlighet) är en egenskap som visar utförandet av dess funktion av en komponent i ett visst tidsintervall. [3] För tantalkondensatorer, i allmänhet, är tillförlitligheten specificerad vid 85 °C och märkspänningen som referensvillkor och uttrycks som andelen fel på komponenterna per tusen timmar (n% / 1000 h).
Tantalkondensatorer är pålitliga komponenter. Kontinuerlig förbättring av tantal- och kondensatorteknologi har lett till en betydande minskning av de föroreningar som är ansvariga för de flesta kristallisationsfel. [3]
Livslängden för tantalkondensatorer beror på vilken elektrolyt som används :
Tantalkondensatorer används som strömförsörjningsfilter för datorer och mobiltelefoner på grund av deras kompakthet och höga tillförlitlighet. Tantalkondensatorer med militär specifikation (MIL-SPEC), som ger ett bredare driftstemperaturområde, används i militär utrustning. De är en populär ersättare för elektrolytkondensatorer av aluminium eftersom de inte torkar ut eller tappar kapacitet med tiden. Tantalkondensatorer används också i medicinsk utrustning och ljudutrustning på grund av deras höga stabilitet. [ett]