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Condensador de tantalio

Condensador de tantalio

Los condensadores de tantalio permiten proporcionar niveles muy altos de capacitancia en paquetes pequeños.

Aunque no tienen la capacidad de corriente y no son tan robustos eléctricamente como los condensadores electrolíticos, su tamaño y rendimiento hacen que se utilicen ampliamente en muchas aplicaciones.

Los condensadores de tantalio también se utilizan ampliamente en sus formatos de montaje en superficie porque son mucho más baratos que sus relaciones electrolíticas de aluminio y pueden soportar mejor el proceso de soldadura.

En lugar de utilizar una película de óxido sobre aluminio, utilizan una película de óxido sobre tantalio. Normalmente no tienen altos voltajes de trabajo, 35 V es normalmente el máximo y algunos incluso tienen valores de solo un voltio más o menos.

Al igual que los condensadores electrolíticos, los tantalios también están polarizados y son muy intolerantes a la polarización inversa, a menudo explotando cuando se someten a tensión. Sin embargo, su pequeño tamaño los hace muy atractivos para muchas aplicaciones.

Conceptos básicos de tantalio

Los condensadores de tantalio son una forma específica de condensador electrolítico. A diferencia del condensador electrolítico de aluminio más familiar, los de tantalio son mucho más pequeños y ofrecen un nivel muy alto de capacitancia para un volumen y peso determinados. También poseen una ESR (resistencia en serie equivalente) baja que los electrolíticos de aluminio junto con una capacidad de temperatura de funcionamiento más alta y una menor fuga.

El condensador de tantalio consta de una pequeña pastilla de tantalio que actúa como ánodo del condensador. Este está cubierto por una capa de óxido que actúa como dieléctrico del condensador y, a su vez, está rodeado por un cátodo conductor. El uso de tantalio en el condensador permite utilizar una capa de óxido muy fina.

La delgada capa de óxido significa que se pueden lograr niveles de capacitancia mucho más altos que si se usara algún otro tipo de dieléctrico, y también ofrece una excelente estabilidad en el tiempo.

Modos de falla del capacitor de tantalio

Una de las desventajas de tener una capa de óxido muy fina como dieléctrico es que no es particularmente robusta. Como resultado, se debe tener cuidado al usar condensadores de tantalio.

Los condensadores de tantalio son fiables siempre que se operen dentro de sus límites de especificación. Muchos estándares de confiabilidad recomiendan operarlos a un máximo del 50% o 60% de su voltaje de trabajo nominal para dar un buen margen. Si se hace esto, operan de manera confiable y brindan un buen servicio.

Los condensadores de tantalio no toleran el abuso. Si tienen polarización inversa o su voltaje de trabajo se excede diez, pueden fallar de manera dramática. En el mejor de los casos, pueden emitir un poco de humo, pero también pueden fallar explosivamente.

Se debe tener cuidado para garantizar que esto no suceda, ya que puede provocar fallas en el equipo o incluso incendios en algunos casos.

Condensadores de tantalio con plomo

Los capacitores de tantalio con plomo generalmente vienen en un paquete pequeño y encapsulado en epoxi para evitar daños.

En vista de su forma, a veces se les llama condensadores de perlas de tantalio.

Las marcas de los capacitores normalmente se escriben directamente en la encapsulación como figuras, aunque en un momento fue popular un sistema de codificación de colores y algunos capacitores todavía pueden verse usando este sistema.

Condensadores de tantalio SMD

Los condensadores de tantalio de montaje en superficie se utilizan ampliamente en equipos electrónicos modernos. Cuando se diseñan con márgenes suficientes, brindan un servicio confiable y permiten obtener altos valores de capacitancia dentro de los pequeños tamaños de paquete necesarios para los equipos modernos.

Los electrolíticos de aluminio no estaban disponibles inicialmente en paquetes de montaje en superficie ya que no podían soportar las temperaturas necesarias para la soldadura. Como resultado, los capacitores de tantalio que podían soportar el proceso de soldadura eran casi la única opción para capacitores de alto valor en ensamblajes que usaban tecnología de montaje en superficie. Ahora que los electrolíticos SMD están disponibles, el tantalio sigue siendo el condensador de elección para SMD, ya que ofrecen excelentes parámetros de costo, tamaño y rendimiento.

Los condensadores de tantalio SMD vienen en una variedad de tamaños. Por lo general, se ajustan a los tamaños estándar definidos por la EIA, Electronic Industries Alliance.

Tamaños de condensadores de tantalio de montaje en superficie
Designación del paqueteTamaño (mm)Designación EIA
Talla A3,2 x 1,6 x 1,6EIA 3216-18
Talla B3,5 x 2,8 x 1,9EIA 3528-21
Talla C6,0 x 3,2 x 2,2EIA 6032-28
Talla D7,3 x 4,3 x 2,4EIA 7343-31
Talla D7,3 x 4,3 x 4,1EIA 7343-43

Marcas de condensadores de tantalio SMD

Las marcas de los condensadores de tantalio SMD normalmente constan de tres números. Los dos primeros forman las cifras significativas y el tercero es el multiplicador. Los valores están en picofaradios. Por lo tanto, el condensador de tantalio SMD que se muestra a continuación tiene un valor de 47 x 105pF, que resulta ser 4,7 µF.

A veces, los valores se marcarán de forma más directa, como se muestra en el siguiente ejemplo. El valor es obvio por las marcas.

Resumen del condensador de tantalio

La siguiente tabla proporciona algunas de las características más destacadas de los condensadores de tantalio para tener en cuenta al diseñar circuitos o reemplazar componentes antiguos.

Resumen del condensador de tantalio
ParámetroDetalles
Rangos de capacitancia típicos1 µF a 100 µF
Disponibilidad de voltaje nominalDesde alrededor de 1,5 V a 20 V.
Ventajas
  • Alta capacitancia volumétrica
  • Alta capacitancia por unidad de peso
  • Confiable cuando se usa dentro de los límites eléctricos
  • Económico
  • Disponible en formato SMD
  • Amplio rango de temperatura de funcionamiento
Desventajas
  • Debe usarse dentro de sus límites eléctricos, de lo contrario puede fallar catastróficamente.
  • Normalmente no se encuentran disponibles altos voltajes y niveles de capacitancia muy altos.
  • No le gusta el voltaje por encima de los límites
  • No le gusta el sesgo inverso
  • Calificación de corriente de ondulación baja

Ver el vídeo: Comprender hoja de datos de capacitores electrolíticos de aluminio smd y tantalio smd (Octubre 2020).