Tantalový kondenzátor je podtypem elektrolytického kondenzátoru . Je vyroben z kovového tantalu , fungujícího jako anoda, pokrytý izolační vrstvou oxidu. Díky použití tenké dielektrické vrstvy v něm se tantalový kondenzátor liší od ostatních elektrolytických kondenzátorů vysokou kapacitou se stejným objemem a menší hmotností. Má vysokou kapacitu a také malou hmotnost ve srovnání s jinými kondenzátory. Tantalové kondenzátory jsou dražší než hliníkové elektrolytické kondenzátory.
Tantalové kondenzátory jsou polarizované. Zpětné napětí v nich spustí proces destrukce. Nepolární (bipolární) kondenzátory se vyrábějí zapojením dvou polárních kondenzátorů do série. [jeden]
Elektrolytické kondenzátory jsou založeny na schopnosti určitých speciálních kovů tvořit tenkou izolační vrstvu. Přivedením napětí na tantalovou anodu v elektrolytické lázni se vytvoří oxidová dielektrická vrstva, jejíž tloušťka je úměrná použitému napětí. Výsledná dielektrická vrstva je amorfní a nevede elektřinu . [2]
Elektrolyt se používá jako katoda v elektrolytických kondenzátorech . Elektrolytem v tantalových kondenzátorech je oxid manganičitý . [2]
Dielektrikum elektrolytického kondenzátoru má malou tloušťku a leží v rozmezí nanometrů na volt, zatímco dielektrická pevnost oxidových vrstev je silnější. Tantalové kondenzátory mají tedy ve srovnání s jinými typy kondenzátorů velkou objemovou kapacitu. Leptaný povrch anody zvětšuje kontaktní plochu, v důsledku čehož se kapacita kondenzátoru zvyšuje 200krát.
Objem elektrolytického kondenzátoru je určen součinem kapacity a provozního napětí.
Selhání tantalových kondenzátorů může způsobit přehřátí a požár. Může k tomu dojít v důsledku přepětí. Tantalová anoda přichází do kontaktu s katodou oxidu manganičitého , což způsobuje chemickou reakci. Aby se zabránilo selhání tantalových kondenzátorů, používají se obvody odolné proti selhání. [jeden]
Jmenovité napětíJmenovité napětí je maximální stejnosměrné napětí nebo špičkové impulsní napětí, které může být nepřetržitě aplikováno při jakékoli teplotě v rámci jmenovitého teplotního rozsahu (IEC/EN 60384-1). [3] Jmenovité napětí elektrolytických kondenzátorů klesá s rostoucí teplotou. Snížením napětí při vysoké teplotě se prodlouží životnost kondenzátoru. Nižší napětí má pozitivní vliv na tantalový elektrolytický kondenzátor, takže snížení napětí snižuje možnost selhání a zlepšuje spolehlivost kondenzátoru.
Poruchovost (spolehlivost) je vlastnost, která ukazuje plnění své funkce komponentou v určitém časovém intervalu. [3] U tantalových kondenzátorů je obecně spolehlivost specifikována při 85 °C a jmenovitém napětí jako referenční podmínky a je vyjádřena jako procento selhání součástí za tisíc hodin (n % / 1000 h).
Tantalové kondenzátory jsou spolehlivé komponenty. Neustálé zlepšování technologie tantalu a kondenzátorů vedlo k významnému snížení nečistot, které jsou zodpovědné za většinu selhání krystalizace. [3]
Životnost tantalových kondenzátorů závisí na použitém elektrolytu :
Tantalové kondenzátory se pro svou kompaktnost a vysokou spolehlivost používají jako napájecí filtry pro počítače a mobilní telefony. Tantalové kondenzátory ve vojenské specifikaci (MIL-SPEC), které poskytují širší rozsah provozních teplot, se používají ve vojenském vybavení. Jsou oblíbenou náhradou hliníkových elektrolytických kondenzátorů, protože časem nevysychají ani neztrácejí kapacitu. Tantalové kondenzátory se také používají v lékařských zařízeních a audio zařízeních kvůli jejich vysoké stabilitě. [jeden]