Los condensadores cerámicos son los más utilizados en los circuitos electrónicos. Estos condensadores se utilizan principalmente cuando se requiere un tamaño físico pequeño y un gran almacenamiento de carga.
Sabemos que el condensador se utiliza para almacenar la carga eléctrica. La técnica utilizada para almacenar la carga eléctrica es la misma en todos los condensadores, pero el material utilizado para construir el condensador es diferente.
¿Qué es un Condensador Cerámico?
Entonces, podemos definir al condensador cerámico como: Un condensador de valor fijo en el que el material cerámico actúa como un dieléctrico.
¿Qué es un Material Cerámico?
Un material cerámico es un material inorgánico, no metálico, a menudo un óxido, un nitruro o un carburo cristalino. Ejemplo: el carbono y el silicio.
Construcción de un Condensador Cerámico
En un condensador cerámico, se utiliza material cerámico para construir el dieléctrico y metales conductores para construir los electrodos. El dieléctrico es el material aislante colocado entre los electrodos de un condensador.
El material cerámico se elige como dieléctrico por su gran capacidad de permitir la atracción y repulsión electrostática. Además, los materiales cerámicos son malos conductores de la electricidad. Por lo tanto, no permiten el flujo de cargas eléctricas a través de ellos. En cambio, los electrodos del condensador cerámico son buenos conductores de la electricidad. Por lo tanto, permiten fácilmente el paso de la corriente eléctrica a través de ellos.
Formas
Los condensadores cerámicos están disponibles en las siguientes formas:
- Condensador de Disco Cerámico
- Condensador Cerámico Tubular
- Condensador Cerámico Multicapa (MLCC)
Condensador de Disco Cerámico
Los condensadores de disco cerámico se fabrican recubriendo de plata ambas caras del disco cerámico. El disco cerámico actúa como dieléctrico y la plata recubierta en ambas caras del disco actúa como electrodo. Para una baja capacitancia, se utiliza un solo disco cerámico recubierto de plata, mientras que para una alta capacitancia se utilizan múltiples capas.
Los cables de cobre se unen al disco cerámico mediante una técnica de soldadura. Se aplica una capa protectora al condensador de disco cerámico para protegerlo del calor.
El área del disco cerámico o dieléctrico y el espacio entre los electrodos de plata también determinan la capacitancia del condensador de disco cerámico. La principal desventaja del uso del condensador de disco cerámico es su gran cambio de capacitancia con un ligero cambio de temperatura.
Condensador Cerámico Tubular
Como su nombre indica, el condensador cerámico tubular es un material cerámico cilíndrico hueco. Las superficies interiores y exteriores del material cerámico cilíndrico hueco están recubiertas con tinta de plata. El material cerámico cilíndrico hueco actúa como dieléctrico y la tinta de plata recubierta en las superficies interiores y exteriores actúan como electrodos.
Condensador Cerámico Multicapa (MLCC)
El condensador cerámico multicapa (MLCC) está formado por múltiples capas de material cerámico y electrodos conductores colocados uno encima del otro. Los electrodos conductores se colocan entre cada capa de material cerámico. En el MLCC, las múltiples capas de material cerámico actúan como dieléctrico.
Las múltiples capas de cerámica y electrodos se ponen en contacto a través de las superficies terminales. De este modo, se construyen múltiples capas de material cerámico y electrodos. Algunos MLCC contienen cientos de capas de cerámica y electrodos, cada capa con un grosor de sólo unos pocos micrómetros.
La capacitancia de cada capa en el MLCC es la misma. La capacidad total del MLCC se obtiene multiplicando la capacitancia de una capa por el número total de capas.
Por ejemplo, si cada capa tiene una capacitancia de 2 pF y el total de capas en el MLCC es de 50. La capacitancia total es igual a 100 pF.
Capacitancia total del MLCC = 2 pF × 50 = 100 pF
La capacitancia del MLCC aumenta al reducir el espacio entre las capas dieléctricas de cerámica.
Ventajas
- En el mercado se puede encontrar cualquier tamaño o forma.
- Al mismo tiempo, los condensadores cerámicos son baratos.
- También son ligeros.
- Pueden ser diseñados para soportar una tensión suficientemente alta (hasta 100V).
- Su rendimiento es fiable.
- Son adecuados para su uso en circuitos integrados híbridos.
Desventajas
- No se dispone de condensadores cerámicos de muy alta tensión.
- No es posible obtener valores de capacitancia elevados.
Clases de Dieléctricos
Para simplificar la selección de condensadores con el dieléctrico necesario, algunas organizaciones industriales han definido una serie de clases de aplicación de dieléctricos cerámicos.
Estas clases de aplicación dividen los diferentes dieléctricos disponibles para los condensadores cerámicos en diferentes clases según la aplicación prevista.
| Clase | Descripción | Tipos Comunes |
|---|---|---|
| Clase 1 | Estos condensadores cerámicos ofrecen un alto nivel de estabilidad y exhiben bajos niveles de pérdida y son ideales para su uso en circuitos resonantes. | NP0, P100, N33, N75, etc. |
| Clase 2 | Los condensadores cerámicos de clase 2 ofrecen un alto rendimiento volumétrico, es decir, una gran capacitancia para un volumen determinado. Se utilizan en aplicaciones de by-pass, acoplamiento y desacoplamiento. | X7R, X5R, Y5V, Z5U, etc. |
| Clase 3 | Los condensadores cerámicos de clase 3 ofrecen una mayor eficiencia volumétrica que los condensadores cerámicos de clase 2, pero su estabilidad térmica no es tan buena. Un rendimiento típico para el cambio de capacitancia con la temperatura es de -22% a +56% en un rango de 10°C a 55°C. | Sólo disponible como componentes con plomo. Ya no está normalizado. |
Estas clases de condensadores cerámicos están normalizadas por organismos internacionales como la CEI, Comisión Electrotécnica Internacional, y la EIA, Alianza de Industrias Electrónicas.