什么是钽电容器——区别及其应用
高性能钽电容器为设计人员提供了可靠稳定的高电容解决方案。经过近60年的使用，钽电容器被用于开发军事等行业的各种应用。。。
高性能钽电容器为设计人员提供了可靠稳定的高电容解决方案。经过近60年的使用，钽电容器被用于开发军事和商业航空电子、工业自动化和控制系统、关键和植入式医疗电子、智能手机、笔记本电脑、台式机和笔记本电脑等行业的各种应用。贝尔实验室在20世纪50年代初发明了固体钽电容器，作为一种高度先进且非常可靠的低压支持电容器。本文对钽电容器进行了概述。
什么是钽电容器？
电解钽电容器包括一种钽金属——用作阳极，包裹在阳极氧化物层中——用作电介质，并进一步被液体或固体电解质作为阴极包围。由于二氧化锰（MnO2）具有自我修复功能以确保长期可靠性，因此被用作阴极。
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钽电容器
钽电容器非常稳定，体积更小，重量更轻，最大工作电压和电容更低。这些电容器泄漏的电流较少，电感较小，因此不适用于高频耦合电路。
极性和标记
这个钽电容器极性和标记下文将对此进行讨论。
- 钽电容器是带有正负引线的天生极化电容器，适用于直流电源。电容器上的极性和标记使识别阳极和阴极变得容易。
- 两个频段和一个正号有助于识别电容值和最大工作电压。
- 然而，最左边的值显示了以微法（uF）为单位的电容值。例如，下图中的值为2.2 uF。
- 低于电容值的电压是电容器的最大工作电压，即25V。
- 在长带的下方可以看到一个正（+）符号。长带和“+”符号的组合表示这一侧有正极引线/阳极，而另一侧表示负极引线/阴极。
- 反向电压或错误连接可能会损坏电容器。
- 钽电解
- 钽电容器故障
在《表面安装固体的反向偏置行为》一书中，钽电容器解释说，钽电容的设计仅在正向电压偏置条件下工作，如果施加反向电压，包括低阻抗电路的快速导通，或在工作过程中出现电流尖峰，则会发生故障。
电容器故障模式
ASM International发表的论文明确指出钽电容器故障模式主要分为三种类别
高泄漏/短路
施加反向电压可能会产生高漏电流，这种情况通常发生在故障排除、故障和/或台架测试期间。具有结晶的钽电容器会导致短路故障，因为结晶过程中形成的热点会加热阴极。
高等效串联电阻（ESR）
如果电容器暴露于板安装、拾取和放置、回流和应用寿命，则其ESR会受到机械/热机械的强烈影响。这种类型的应力通常在外部和/或内部连接中受到损害，从而导致高ESR。
低电容/开路
由于钽电容器的电容在正常工作条件下不会发生变化，因此故障并不常见。在任何应用中，钽电容器的电容较低可能表明电容器短路，而开路故障可能是正极引线和导线连接受损的结果。
钽电容器的常见原因
SMD尺寸和用途
钽电容器具有极高的稳定性、可靠性和低漏电流等主要功能。这些功能使电容器能够应用于–
钽电容器的尺寸
- 采样保持电路，实现长保持时间
- 电源导轨去耦，以更低的ESR提供更高的效率
- 极其高效的包装系统
- 与军事和航空航天工业相关的应用
- 维持生命的医疗器械
- 具有更高可靠性的太空设备
用于电源滤波的主板，以及更广泛地说，最高数量的钽电容器是以SMD（表面安装器件）的形式作为钽芯片电容器大规模生产的。它的设计在外壳的两侧都有接触面。根据EIA-5335-BAAC标准，钽片电容器以不同的风格设计和生产。
EIA规范
米制的
L±0.2
（毫米）
W±0.2
（毫米）
H最大值
（毫米）
EIA规范
英寸
案例代码
AVX公司
案例代码
凯米特
案例代码
威世半导体
环境影响评估1608-08
1.6
0.8
0.8
0603
—
—
—
环境影响评估1608-10
1.6
0.85
1.05
0603
L
—
M、 M0
环境影响评估2012-12
2.05
1.35
1.2
0805
R
R
W
环境影响评估2012-15
2.05
1.35
1.5
0805
P
—
R
环境影响评估3216-10
3.2
1.6
1
1206
K
我
Q、 A0级
环境影响评估3216-12
3.2
1.6
1.2
1206
S
S
—
钽电容器和陶瓷电容器的区别
这个钽陶瓷电容器下文将对此进行讨论。
在电子领域，钽和陶瓷电容器被广泛接受来设计各种合适的应用。下面让我们看看两者之间的区别。
钽电容器
陶瓷电容器
施加的电压没有表现出电容不稳定性
电容随施加电压的变化而变化
表现出与温度相关的线性电容变化
表现出与温度相关的最大非线性电容变化
钽电容器不会经历类似的老化过程
最终显示电容的对数下降，称为老化
它们通过直流泄漏（或DCL）进行分级。
它们通常指定绝缘电阻。
优点和缺点
固体钽电容器的优点和缺点列表包括以下内容
其优点是：寿命长，耐高温，性能优异，精度高，滤波高频谐波效率高。
缺点是：氧化物层很薄，不坚固，不能承受超过极限的电压，纹波电流额定值低。
钽电容器的应用
钽电容器提供了各种好处，因此被用于各种应用，特别是在现代电子产品中，以获得更高的稳定性来承受一定范围的温度和频率、长期可靠性和创纪录的高体积效率。
钽电容器是心脏植入物的一个要求很高的部件，它可以自动感知不规则的心跳，并在几秒钟内产生电反跳。这种电容器在医疗、电信、航空航天、军事、汽车和计算机等要求最苛刻的垂直行业中占有一席之地。
常见问题解答
1). 说出湿钽电容器的一些应用？
它被用于电信、航空电子、太空、医疗、电信和消费应用等行业。
2). 钽电容器的浪涌电压是多少？
浪涌电压是在具有最小串联电阻的电路中，可以在较短时间内施加到电容器的最高电压。
3). 什么是反向电压？当施加反向电压时，钽电容器会发生什么情况？
反向电压是指阳极电压相对于阴极电压为负的情况。在反向电压的情况下，反向漏电流以小的微裂纹或缺陷的形式流过介电层，到达电容器的阳极。
4). 制造钽电容器所用的各种电介质是什么？
- 二氧化锰电解液
- 五氧化二钽，Ta2O5
- 五氧化二铌，Nb2O5
5). 解释钽电容器的极性标记
电容器上的极性和标记使识别阳极和阴极变得容易。
- 两个频段和一个正号有助于识别电容值和最大工作电压。
- 然而，最左边的值显示了以微法（uF）为单位的电容值。例如，下图中的值为2.2 uF。
- 低于电容值的电压是电容器的最大工作电压，即25V。
- 在长带的下方可以看到一个正（+）符号。长带和“+”符号的组合表明该位置具有正极引线/阳极，而另一侧表示负极引线/阴极。
- 反向电压或错误连接可能会损坏电容器。
6). 定义阻抗
阻抗是任何网络在特定频率下的总电阻，单位为欧姆，包括实数和虚数的角部分。
7). 给出钽电容器和陶瓷电容器之间的一个区别。
在钽电容器中，电容不稳定性不表现为与所施加的电压有关，而陶瓷电容器表现出与所施加电压有关的电容变化。
尽管如此，钽电容器作为可靠的部件受到了设计者的信任。它的增强功能，如较轻的重量、较低的电流泄漏和每体积的高电容，使电容可以用于各种各样的应用。钽电容器应适当连接，以避免任何损坏。
高泄漏/短路、ESR和低电容/开路是电容器故障的三个主要原因。制造商和设计人员必须确保提供防护和长期可靠性。钽电容器具有突出的特性，几乎可以在每个行业中使用，以开发合适的应用。