Wednesday, April 10, 2013

KAPASITOR KERAMIK

Nah... Sekarang saya mau bercerita tentang kapasitor keramik. Saya kira penggunaan kapasitor paling banyak adalah kapasitor keramik, karena seringkali saya menemukan banyak kapasitor keramik di setiap peralatan elektronika. Katanya sih mereka sudah digunakan sejak puluhan tahun yang lalu.

Saat ini kapasitor keramik telah diproduksi dalam berbagai versi, dari yang bertimbal hingga ke versi SMD yang kecil-kecil. Sebagai versi bertimbal kapasitor keramik tersedia secara luas, apalagi  perangkat SMD, mereka banyak digunakan dalam hampir setiap jenis peralatan elektronik.


Menurut cerita orang tua, Komponen dari kapasitor keramik adalah lapisan 2 sisi porselen kecil atau  keramik disk dengan perak dan kemudian ditumpuk bersama-sama untuk menciptakan sebuah kapasitor. Mereka umumnya kecil, murah dan berguna untuk aplikasi frekuensi tinggi, meskipun kapasitansi mereka sangat bervariasi dengan tegangan. Meskipun kecil dalam ukuran fisik, mereka memiliki konstanta dielektrik tinggi. Namun juga perlu melihat parameter seperti koefisien temperatur dan toleransinya.

Kapasitor keramik biasanya mempunyai nilai kecil, hanya berkisar dari beberapa pikofarad (pF) hingga sekitar 0,1 uF. pada aplikasi RF, biasanya mereka digunakan sebagai coupling dan decoupling. Mereka tidak terpolarisasi, jadi penggunaannya tidak bergantung pada polaritas tertentu seperti kapasitor elektrolit. Kapasitor keramik memiliki beberapa lapisan dalam rangka untuk memastikan bahwa tingkat kecukupan kapasitansi dapat diperoleh hanya dengan satu kapasitor tunggal.

Tiga jenis utama dari kapasitor keramik termasuk kapasitor keramik biasa yang biasanya warna coklat kasar . Yang kedua adalah keramik multilayer. Dan yang ketiga adalah kapasitor keramik disk spesial  yang biasanya warnanya biru mengkilap.
Meskipun dimungkinkan untuk mendapatkan jenis kapasitor keramik lainnya, ini adalah jenis utama yang mudah ditemukan saat ini. Dari jumlah tersebut,  yang digunakan dalam jumlah terbesar sejauh ini adalah kapasitor multilayer atau SMD karena mengikuti metode produksi yang digunakan peralatan elektronik dewasa ini.




Dielektrik keramik 

Kapasitor keramik memiliki berbagai dielektrik keramik yang berbeda. Dielektrik keramik terbuat dari berbagai bentuk dielektrik keramik. Rumus yang tepat dari keramik yang digunakan dalam kapasitor keramik bervariasi dari satu produsen yang lain tetapi senyawa umum termasuk titanium dioksida, strontium titanat, dan barium titanat adalah sama.
Mengingat banyaknya variasi keramik yang digunakan dalam kapasitor, EIA (Electronic Industries Alliance) mengklasifikasikan keramik ke dalam kelompok atau kelas dari yang kelas rendah hingga yang lebih baik. Jenis dalam setiap kelas mendefinisikan jangkauan kerja suhu, suhu drift, toleransi, dll.

Kelas 1: Kapasitor keramik kelas 1  adalah bentuk paling kapasitor keramik stabil  terhadap suhu. Senyawa-senyawa yang umum digunakan sebagai dielektrik adalah magnesium titanat untuk koefisien temperatur positif, atau kalsium titanat untuk kapasitor dengan koefisien temperatur negatif. Menggunakan kombinasi dari senyawa ini dan lainnya bisa untuk mendapatkan dielektrik konstan antara 5 dan 150. Juga dapat diperoleh koefisien suhu antara +40 dan -5000 ppm / C dan menawarkan performa terbaik sehubungan dengan faktor disipasi yang biasanya sekitar 0,15%. Hal ini adalah penting dalam banyak aplikasi. Juga memungkinkan untuk memperoleh akurasi yang sangat tinggi daripada yang biasanya sekitar 5% atau 10%.

Kelas 2: kapasitor kelas 2  menawarkan kinerja yang lebih baik sehubungan dengan efisiensi volumetrik, tapi nilai akurasi dan stabilitasnya lebih rendah. Mereka biasanya hanya digunakan untuk aplikasi decoupling, coupling dan bypass  dimana akurasi tidak penting. Biasanya kapasitor kelas 2 dapat mengubah kapasitansi sebesar 15% atau lebih selama rentang suhu -50C sampai +85 C dan mungkin memiliki faktor disipasi 2,5%. Membuat rata-rata akurasi yang buruk (dari 10% ke +20 / -80%). Tapi ini biasanya tidak menjadi masalah.


Kelas 3: Kinerjanya sama dengan yang kelas 2, tapi sekali lagi akurasi  dan stabilitasnya buruk dan faktor disipasinya rendah. Mereka juga biasanya tidak mampu menahan tegangan tinggi. Dielektrik yang sering digunakan adalah barium titanat  yang memiliki dielektrik konstan sampai sekitar 1250.
Biasanya mereka akan mengubah kapasitansi sebesar -22% hingga +50% pada rentang suhu 10 C sampai 55 C. Hal ini juga mungkin memiliki faktor disipasi sekitar 3 sampai 5%. Membuat rata rata akurasi yang buruk pula (umumnya, 20%, atau -20 / +80%). Akibatnya, mereka hanya digunakan dalam aplikasi dimana akurasi tidak menjadi masalah. Namun tidak boleh digunakan pada aplikasi tegangan tinggi karena dapat merusaknya jika melampaui tegangan kerjanya.



Kode koefisien temperatur EIA 
Agar kinerja kapasitor keramik terstandarisasi dan dapat dengan mudah didefinisikan, satu set kode telah didefinisikan oleh EIA (Electrical Industries Association). Kode-kode ini memungkinkan kinerja kapasitor keramik harus didefinisikan dengan cara yang mudah dikelola. Kodenya berbeda untuk kelas 1 dan kelas 2.


Kode kapasitor kelas 1 
Kode EIA untuk kompensasi suhu kapasitor . Ini terdiri dari kode tiga karakter:

Karakter pertama Huruf yang menandakan angka signifikan perubahan kapasitansi atas suhu dalam ppm / C.

Karakter kedua adalah angka yang menunjukkan faktor pengali atau multiplier.

Karakter ketiga adalah Huruf yang menandakan nilai error maksimum dalam ppm / C.

Karakter pertama
(huruf)
Angka signifikan
karakter kedua
(angka)
Multiplier
karakter ketiga
(huruf)
Toleransi
C0.00-1G+/-30
B0.31-10H+/-60
L0.82-100J+/-120
A0.93-1000K+/-250
M1.04+1L+/-500
P1.56+10M+/-1000
R2.27+100N+/-2500
S3.38+1000
T4.7
V5.6
U7.5

Sebagai contoh, salah satu jenis umum dari kapasitor kelas 1  adalah C0G, ini menunjukkan nilai suhu drift adalah 0 , dengan error ± 30 PPM / C.



Kode kapasitor kelas 2 
Untuk menentukan kelas koefisien suhu kapasitor tertentu, digunakan kode tiga karakter yang dibuat oleh EIA.

Karakter pertama adalah huruf yang menunjukkan nilai suhu kerja   low-end.

Karakter kedua adalah angka yang menunjukkan nilai suhu kerja high-end.

Dan yang ketiga adalah huruf  yang menandakan perubahan kapasitansi terhadap rentang suhu.

Karakter pertama
(Huruf)
Nilai suhu rendah
karakter kedua
(Angka)Nilai suhu tinggi
karakter ketiga
(Huruf)
Perubahan kapasitansi
X-55C (-67F)2+45C (+113F)D+/-3.3%
Y-30C (-22F)4+65 (+149F)E+/-4.7%
Z+10C (+50F)5+85 (+185F)F+/-7.5%
6+105 (+221F)P+/-10%
7+125 (+257F)R+/-15%
S+/-22%
T+22% / -33%
U+22% / -56%
V+22% / -82%

Contoh yang umum dari kapasitor keramik kelas 2  adalah X7R, kapasitor ini akan bekerja dari suhu -55 ° C sampai 125 ° C dengan perubahan kapasitansi hingga ± 15%. yang kedua adalah kapasitor Z5U yang akan bekerja dari suhu +10 ° C sampai +85 ° C dengan perubahan kapasitansi hingga 22% sampai -56%.




kapasitor keramik bentuk SMD / SMT (Surface Mount Technology Devices)

Sebagian besar kapasitor keramik yang digunakan saat ini adalah dalam bentuk SMD yang sangat kecil ukurannya. Jutaan  kapasitor keramik ini digunakan setiap hari dalam setiap bentuk diproduksi peralatan elektronik .
SMD / SMT kapasitor keramik berbentuk dalam bentuk balok persegi panjang atau berbentuk kubus dan berukuran hanya beberapa mili saja.
Harus berhati-hati saat menyolder kapasitor ini karena tidak tahan terhadap panas solder yang terlalu lama. tapi untungnya sekarang ini sudah diproduksi degnan versi modern yang jauh lebih kuat daripada kapasitor SMD terdahulunya. Tetapi harus tetap berhati-hati, terutama jika komponen ini sedang disolder secara manual. Biasanya metode produksi menggunakan reflow infra-merah dengan panas yang terkontrol.
Kapasitor keramik SMT / SMD biasanya ada  sebutan paket standarnya. Ada beberapa sebutan seperti yang dijelaskan dalam tabel di bawah ini:

standar paketUKURAN
(mm)
UKURAN
(inchi)
18124.6 x 3.00.18 x 0.12
12063.0 x 1.50.12 x 0.06
08052.0 x 1.30.08 x 0.05
06031.5 x 0.80.06 x 0.03
04021.0 x 0.50.04 x 0.02
02010.6 x 0.30.02 x 0.01


1 comment: