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Condensateur au tantale

Condensateur au tantale

Les condensateurs au tantale permettent de fournir des niveaux de capacité très élevés dans de petits boîtiers.

Bien qu'ils n'aient pas la capacité de courant et qu'ils ne soient pas aussi robustes électriquement que les condensateurs électrolytiques, leur taille et leurs performances signifient qu'ils sont largement utilisés dans de nombreuses applications.

Les condensateurs au tantale sont également largement utilisés dans leurs formats de montage en surface car ils sont beaucoup moins chers que leurs relations électrolytiques en aluminium et ils peuvent mieux résister au processus de soudage.

Au lieu d'utiliser un film d'oxyde sur l'aluminium, ils utilisent un film d'oxyde sur du tantale. Ils n'ont normalement pas de tensions de fonctionnement élevées, 35V est normalement le maximum, et certains ont même des valeurs de seulement un volt environ.

Comme les condensateurs électrolytiques, les tantales sont également polarisés et ils sont très intolérants à la polarisation inverse, explosant souvent lorsqu'ils sont soumis à un stress. Cependant, leur petite taille les rend très attractifs pour de nombreuses applications.

Les bases du tantale

Les condensateurs au tantale sont une forme spécifique de condensateur électrolytique. Contrairement au condensateur électrolytique en aluminium plus connu, les condensateurs au tantale sont beaucoup plus petits et offrent un niveau de capacité très élevé pour un volume et un poids donnés. Ils possèdent également une faible ESR (résistance en série équivalente) que les électrolytiques en aluminium, ainsi qu'une capacité de température de fonctionnement plus élevée et des fuites plus faibles.

Le condensateur au tantale est constitué d'une petite pastille de tantale qui sert d'anode pour le condensateur. Celui-ci est recouvert d'une couche d'oxyde qui agit comme diélectrique pour le condensateur et à son tour, celui-ci est entouré d'une cathode conductrice. L'utilisation de tantale dans le condensateur permet d'utiliser une couche d'oxyde très mince.

La couche d'oxyde mince signifie que des niveaux de capacité beaucoup plus élevés peuvent être atteints que si un autre type de diélectrique était utilisé, et il offre également une excellente stabilité dans le temps.

Modes de défaillance du condensateur au tantale

L'un des inconvénients d'avoir une couche d'oxyde très mince comme diélectrique est qu'elle n'est pas particulièrement robuste. Par conséquent, des précautions doivent être prises lors de l'utilisation de condensateurs au tantale.

Les condensateurs au tantale sont fiables à condition qu'ils fonctionnent dans les limites de leurs spécifications. De nombreuses normes de fiabilité recommandent de les faire fonctionner à un maximum de 50% ou 60% de leur tension de fonctionnement nominale pour donner une bonne marge. Si cela est fait, ils fonctionnent de manière fiable et fournissent un bon service.

Les condensateurs au tantale ne tolèrent pas les abus. S'ils sont polarisés en inverse ou si leur tension de fonctionnement est dépassée dix, ils peuvent tomber en panne de manière dramatique. Au mieux, ils peuvent émettre un peu de fumée, mais ils peuvent également échouer de manière explosive.

Il faut veiller à ce que cela ne se produise pas car cela peut entraîner une défaillance de l'équipement ou même des incendies dans certains cas.

Condensateurs au tantale au plomb

Les condensateurs au tantale au plomb sont généralement livrés dans un petit et encapsulé dans un boîtier époxy pour éviter tout dommage.

Compte tenu de leur forme, ils sont parfois appelés condensateurs à billes de tantale.

Les marquages ​​des condensateurs sont normalement écrits directement sur l'encapsulation sous forme de chiffres, bien qu'un système de codage couleur était populaire à une époque et que certains condensateurs puissent encore être vus en utilisant ce système.

Condensateurs au tantale SMD

Les condensateurs au tantale à montage en surface sont largement utilisés dans les équipements électroniques modernes. Lorsqu'ils sont conçus avec des marges suffisantes, ils fournissent un service fiable et permettent d'obtenir des valeurs de capacité élevées dans les petites tailles de boîtier nécessaires pour les équipements modernes.

Les électrolytiques en aluminium n'étaient pas initialement disponibles dans des boîtiers à montage en surface car ils n'étaient pas capables de résister aux températures nécessaires au soudage. En conséquence, les condensateurs au tantale capables de résister au processus de soudage étaient presque le seul choix pour les condensateurs de grande valeur dans les assemblages utilisant la technologie de montage en surface. Maintenant que les électrolytiques SMD sont disponibles, le tantale reste le condensateur de choix pour les SMD car ils offrent d'excellents paramètres de coût, de taille et de performance.

Les condensateurs au tantale SMD sont disponibles dans une variété de tailles. En général, ils sont conformes aux tailles standard définies par l'EIA, Electronic Industries Alliance.

Tailles de condensateur au tantale à montage en surface
Désignation de l'emballageTaille (mm)Désignation EIA
Taille A3,2 x 1,6 x 1,6EIA 3216-18
Taille B3,5 x 2,8 x 1,9EIA 3528-21
Taille C6,0 x 3,2 x 2,2EIA 6032-28
Taille D7,3 x 4,3 x 2,4EIA 7343-31
Taille D7,3 x 4,3 x 4,1EIA 7343-43

Marquages ​​des condensateurs au tantale SMD

Les marquages ​​sur les condensateurs au tantale SMD se composent normalement de trois chiffres. Les deux premiers forment les chiffres significatifs et le troisième est le multiplicateur. Les valeurs sont en picofarads. Par conséquent, le condensateur au tantale SMD illustré ci-dessous a une valeur de 47 x 105pF, qui équivaut à 4,7µF.

Parfois, les valeurs seront marquées plus directement, comme indiqué dans l'exemple ci-dessous. La valeur est évidente d'après les marquages.

Résumé du condensateur au tantale

Le tableau ci-dessous présente certaines des principales caractéristiques des condensateurs au tantale à prendre en compte lors de la conception de circuits ou du remplacement d'anciens composants.

Résumé du condensateur au tantale
ParamètreDétails
Plages de capacité typiques1µF à 100µF
Disponibilité de la tension nominaleD'environ 1,5V à 20V.
Avantages
  • Capacité volumétrique élevée
  • Capacité élevée par unité de poids
  • Fiable lorsqu'il est utilisé dans les limites électriques
  • Rentable
  • Disponible au format SMD
  • Large plage de températures de fonctionnement
Désavantages
  • Doit être utilisé dans ses limites électriques, sinon il peut échouer de manière catastrophique.
  • Des tensions élevées et des niveaux de capacité très élevés ne sont normalement pas disponibles.
  • N'aime pas la tension au-dessus des limites
  • N'aime pas le biais inverse
  • Courant nominal à faible ondulation

Voir la vidéo: Comment tester un condensateur avec un multimètre. (Novembre 2020).