Tantalkondensator er en undertype af elektrolytisk kondensator . Den er lavet af metallisk tantal , der fungerer som en anode, dækket af et isolerende oxidlag. På grund af brugen af et tyndt dielektrisk lag i det, adskiller tantalkondensatoren sig fra andre elektrolytiske kondensatorer i høj kapacitet med samme volumen og mindre vægt. Den har en høj kapacitans, samt en lille vægt sammenlignet med andre kondensatorer. Tantal kondensatorer er dyrere end aluminium elektrolytiske kondensatorer.
Tantalkondensatorer er polariserede. Omvendt spænding starter ødelæggelsesprocessen i dem. Ikke-polære (bipolære) kondensatorer fremstilles ved at forbinde to polære kondensatorer i serie. [en]
Elektrolytiske kondensatorer er baseret på visse specielle metallers evne til at danne et tyndt isolerende lag. Påføring af spænding til en tantalanode i et elektrolytisk bad danner et dielektrisk oxidlag, hvis tykkelse er proportional med den påførte spænding. Det resulterende dielektriske lag er amorft og leder ikke elektricitet . [2]
En elektrolyt bruges som katode i elektrolytiske kondensatorer . Elektrolytten i tantalkondensatorer er mangandioxid . [2]
Dielektrikumet i en elektrolytisk kondensator har en lille tykkelse og ligger i området af nanometer per volt, mens den dielektriske styrke af oxidlagene er stærkere. Tantalkondensatorer har således en stor volumetrisk kapacitans sammenlignet med andre typer kondensatorer. Den ætsede overflade af anoden øger kontaktområdet, som et resultat af hvilket kondensatorens kapacitans øges med 200 gange.
Volumenet af en elektrolytisk kondensator bestemmes af produktet af kapacitansen og driftsspændingen.
Fejl i tantalkondensatorer kan forårsage varme og brand. Det kan ske på grund af strømstød. Tantalanoden kommer i kontakt med mangandioxidkatoden , hvilket forårsager en kemisk reaktion. For at forhindre svigt af tantalkondensatorer anvendes fejlsikre kredsløb. [en]
Nominel spændingNominel spænding er den maksimale jævnspænding eller spidsimpulsspænding, der kan påføres kontinuerligt ved enhver temperatur inden for det nominelle temperaturområde (IEC/EN 60384-1). [3] Spændingsværdien af elektrolytiske kondensatorer falder med stigende temperatur. Sænkning af spændingen ved høj temperatur forlænger kondensatorens levetid. Lavere spænding har en positiv effekt på tantal elektrolytkondensatoren, så sænkning af spændingen reducerer risikoen for fejl og forbedrer pålideligheden af kondensatoren.
Fejlrate (pålidelighed) er en egenskab, der viser udførelsen af dens funktion af en komponent i et bestemt tidsinterval. [3] For tantalkondensatorer er pålidelighed generelt specificeret ved 85 °C og nominel spænding som referencebetingelser og er udtrykt som procentdelen af komponenter, der fejler pr. tusinde timer (n% / 1000 timer).
Tantalkondensatorer er pålidelige komponenter. Kontinuerlig forbedring af tantal- og kondensatorteknologi har ført til en betydelig reduktion i de urenheder, der er ansvarlige for de fleste krystallisationsfejl. [3]
Levetiden for tantalkondensatorer afhænger af den anvendte elektrolyt :
Tantalkondensatorer bruges som strømforsyningsfiltre til computere og mobiltelefoner på grund af deres kompakthed og høje pålidelighed. Tantalkondensatorer med militær specifikation (MIL-SPEC), som giver et bredere driftstemperaturområde, bruges i militært udstyr. De er en populær erstatning for aluminium elektrolytiske kondensatorer, da de ikke tørrer ud eller mister kapacitet over tid. Tantalkondensatorer bruges også i medicinsk udstyr og lydudstyr på grund af deres høje stabilitet. [en]