آیا می‌دانید خازن سرامیکی چیست و در چه مواردی می‌توانیم از آن استفاده کنیم؟ با انواع مختلف خازن‌های سرامیکی آشنا هستید؟ Ceramic Capacitor نوعی خازن با ظرفیت ثابت بوده که در ادامه این راهنما قصد داریم به بررسی انواع مختلف آن بپردازیم. برای کسب اطلاعات بیش‌تر در ادامه همراه ما باشید.
هر آنچه که باید درباره خازن سرامیکی بدانید!
معرفی خازن سرامیکی
همان‌طور که گفته شد، خازن‌های سرامیکی نوعی خازن ثابت به حساب می‌آیند که دلیل نام‌گذاری آن‌ها، وجود ماده سرامیکی به عنوان دی الکتریکی در آن‌ها است. در خانواده این خازن‌ها، دی الکتریک‌های سرامیکی گوناگونی وجود داشته که از جمله رایج‌ترینِ آن‌ها می‌توانیم به Z5U، Y5V، NP0، X7R و…. اشاره داشته باشیم. هر یک از سرامیک‌های مذکور ویژگی‌های منحصربه‌فردی برای دی الکتریک ایجاد کرده که با در نظر گرفتن مصارف خازن‌ها می‌توانند در کاربری‌های گوناگون مورد استفاده قرار گیرند.
مورد بعدی که بایستی در رابطه با خازن سرامیکی در نظر داشته باشید این است که خازن‌های مذکور معمولاً مجهز به دو یا چند لایه از جنس سرامیک و یک لایه فلزی به عنوان الکترود هستند. از آن‌جایی که ثابت دی الکتریک ماده سرامیک بالا است، این نوع خازن عایق بسیار خوبی خواهد بود.
انواع خازن سرامیکی
این دسته از خازن‌ها به علت ابعاد فیزیکی کوچک و قابلیت ذخیره باری که داشته عمدتاً در مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. جالب است بدانید که خازن‌های سرامیکی تحت عنوان خازن فرکانس بالا نیز شناخته می‌شوند. خازنِ مذکور نوعی خازن بدون قطب به حساب آمده و بر خلاف خازن‌های الکترولیتی، بر روی آن‌ها هیچ‌گونه علامت قطبی درج نمی‌شود و به همین دلیل می‌توان از آن‌ها در مدارهای AC به راحتی استفاده کرد. ناگفته نماند که خازن‌های مذکور به طور معمول در مقادیری از 1pF تا μF 100 و ولت کاری DC 10 الی 5000 ولت قابل تولید هستند. در ادامه با انواع مختلف خازن‌های مذکور آشنا خواهیم شد:
خازن‌های سرامیکی دیسکی
به طور معمول این دسته از خازن‌ها از دو دیسک رسانا در هر طرف یک قطعه عایق سرامیکی تشکیل شده‌اند. یک پایه به هر صفحه متصل شده و با استفاده از پوشش ضد آب و بی اثر از ترکیب سرامیک پوشانده می‌شوند. این مدل از خازن‌ها ظرفیت بالایی در واحد حجم دارند؛ به این صورت که می‌توان به آن‌ها تا مقدار 0.01 میکروفاراد دسترسی راحت داشت. از دیگر ویژگی‌های خازن‌های دیسکی سرامیکی می‌توانیم به ولتاژ 750 ولت دی سی و 350 ولت ای سی اشاره داشته باشیم.
خازن‌های سرامیکی چند لایه یا MLCC
مدل بعدی، خازن‌های سرامیکی چند لایه هستند که همان‌طور از نام آن‌ها پیداست، با استفاده از چندین لایه مواد سرامیکی و تیتانات بارین تشکیل شده‌اند که به واسطه الکترودهای فلزی قابل جدا شدن هستند. قابل ذکر بوده که برخی از خازن‌های سرامیکی چند لایه دارای صدها لایه سرامیکی بوده و هر یک از این لایه‌ها همانند یک خازن سرامیکی مجزا عمل خواهد کرد.
پایه‌های این مدل از خازن‌های سرامیکی از هر دو انتها گرفته خواهند شد. همان‌طور که گفته شد برخی از خازن‌های سرامیکی چند لایه دارای صدها لایه بوده که ضخامت هر لایه تنها چند میکرومتر است. ظرفیت کل سازه از طریق حاصل ضرب هر یک از این لایه‌ها و تعداد کل لایه‌های خازن محاسبه خواهد شد.
زمانی که خازن چند لایه با فناوری نصب سطحی ترکیب بشود، قادر است خازن‌های با فرکانس بالای ایده‌آلی را تولید نماید. بعضی از خازن‌های سرامیکی چند لایه سطحی با مقدار کوچک قادر هستند فرکانس‌های خود رزونانسی در محدود چند گیگاهرتز داشته باشند. نکته دیگری که بایستی در رابطه با این خازن‌ها به آن اشاره شود این است که اکثر خازن‌های چند لایه سرامیکی دارای مقادیر ظرفیت خازنی 1 میکروفاراد یا کم‌تر با ولتاژ 50 ولت یا کم‌تر خواهند بود. ناگفته نماند که فاصله محدود مابین لایه‌ها، موجب محدود شدن مقدار ولتاژ نیز خواهد شد.
با این حال، فاصله کم به همراه تعداد زیادی لایه این امکان را برای تولیدکنندگان فراهم کرده که بتوانند خازن سرامیکی چند لایه با مقادیر خازنی در دامنه 10 الی 100 pf را با بهترین کیفیت تولید نمایند. می‌توان گفت که خازن‌های چند لایه سرامیکی نمونه‌ای از خازن‌های فرکانس بالای ایده‌آل هستند که عمدتاً به منظور فیلتر کردن فرکانس‌های بالا و کاربردهای جداسازی منطق دیجیتال کارایی دارند.
خازن‌های سرامیکی با K بالا (= K ثابت دی الکتریک) تنها خازن‌های فرکانس متوسط به حساب آمده و نسبت به زمان، دما و فرکانس تقریباً پایداری خوبی از خود نشان می‌دهند. به طور معمول از این دسته خازن سرامیکی می‌توان در مصارفی نظیر بای پس، کوپلینگ، مسدود کردن و مواردی از این قبیل بهره برد. ناگفته نماند که بهره‌گیری از خازن‌های بای پس به طور مستقیم در یک منبع تغذیه با امپدانس کم چندان توصیه نمی‌شود.
مزایای خازن سرامیکی
- این دسته از خازن‌ها در هر اندازه و شکلی در بازار قابل خرید هستند.
- قیمت تمام شده انواع خازن‌های سرامیکی به صرفه است.
- وزن این دسته از خازن‌ها سبک است.
- طراحی این مدل از خازن‌ها به گونه‌ای انجام شده که می‌توانند ولتاژ بالا الی 100 ولت را با امنیت کامل تحمل کنند.
- عملکرد خازن‌های سرامیکی قابل اطمینان بوده و برای استفاده در مدارهای IC هیبریدی گزینه‌ای مناسب به حساب می‌آیند.
کاربرد خازن سرامیکی
اگر تا این بخش از راهنما همراه ما بوده باشید، اطلاعاتی در رابطه با انواع خازن‌های سرامیکی و مزیت‌های بهره‌گیری از این تجهیزات به دست آورده‌اید. در حالت کلی، کاربرد انواع خازن‌ها از جهاتی مشابه به هم دیگر است و تمامی آن‌ها یک وظیفه مشخص دارند. این خازن نیز هم‌چون خازن‌های دیگر دارای یک سری کاربردهای مشابه بوده، با این تفاوت که برای یک سری از مدارها با شرایط خاص می‌تواند کارآمدتر باشد. در ادامه با مصارف این خازن آشنا خواهیم شد:
- چنان‌چه به صورت موازی در مدار قرار داده شوند، موجب تقویت بای پس فرکانس خواهند شد.
- موجب اصلاح جریان در مدار شده و هم‌چون یک فیلتر عمل خواهد کرد.
- موجب تقویت جریان و یکسان شدن آن نیز خواهند شد.
- به عنوان نویزگیر در مدار نیز عمل می‌کنند.
سخن پایانی
در این راهنما با خازن سرامیکی و جنبه‌های مختلف آن آشنا شدیم. لطفاً نظرات و پیشنهادات خود را پیرامون انواع خازن‌های سرامیکی در بخش ارسال دیدگاه برای ما و کاربران گرامی وب سایت تکه کابل بنویسید.
617 بازدید
محمد یاری پور
