Was ist ein Feststoffkondensator?
Feststoffkondensatoren sind eine Art von Kondensator, bei dem ein fester Elektrolyt in Kontakt mit einem Dielektrikum steht.
Herkömmliche Kondensatoren verwenden einen flüssigen (nassen) oder pastösen (trockenen) Elektrolyten, der zwar kostengünstiger ist, aber Probleme mit dem Austrocknen des Elektrolyten, Leistungseinbußen aufgrund von Leckagen und Anfälligkeit gegenüber Temperaturschwankungen mit sich bringt.
Bei Feststoffkondensatoren wird ein fester Elektrolyt verwendet, der das Austrocknen und Auslaufen verhindert und die Temperaturwechsel- und Reaktionsfähigkeit verbessert.
Anwendungen für Feststoffkondensatoren
Feststoffkondensatoren werden in Computern eingesetzt, insbesondere im Umfeld von CPUs, die bei hohen Temperaturen arbeiten und Zuverlässigkeit und Spannungsfestigkeit erfordern.
Feststoffkondensatoren werden grob in unpolare und polare Kondensatoren eingeteilt, wobei erstere aus Keramik oder Kunststofffolien und letztere aus leitfähigen Polymeren oder Mangandioxid bestehen.
Aufgrund des jüngsten Trends zur Miniaturisierung und Hochintegration hat man sich auf Kondensatoren aus organischen Polymeren konzentriert, die kompakt sind und eine hohe Kapazität erreichen können, und die Entwicklung wird gefördert.
Merkmale von Feststoffkondensatoren
Feststoffkondensatoren bestehen aus Elektroden, Dielektrikum und Elektrolyt, die entsprechend der erforderlichen Kapazität gestapelt werden.
Nichtpolarisierte Feststoffkondensatoren verwenden Metall für die Elektroden, Titandioxid oder Folie als Dielektrikum und benötigen keinen Elektrolyten. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie in Wechselstromkreisen verwendet werden können, da keine Polarität besteht und sowohl positive als auch negative Spannung angelegt werden kann. Diejenigen, die Kunststofffolien verwenden, sind besonders teuer, haben aber eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und eignen sich daher für Produkte mit hoher Hitzebeständigkeit, wie z. B. Mobiltelefone.
Feststoffkondensatoren hingegen sind gepolt, wodurch die Richtung der Spannung begrenzt wird. Als Elektroden werden Metalle, Graphit und andere Materialien verwendet, Metalloxide als Dielektrika und leitfähige Polymere und Mangandioxid als Elektrolyte.
Obwohl gepolte Feststoffkondensatoren Nachteile haben, wie z. B. eine geringere Nennspannung als nicht gepolte Kondensatoren, setzen sie sich immer mehr durch, insbesondere solche, die leitfähige Polymere verwenden, da sie ebenfalls eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine geringe Wärmeentwicklung des Kondensators selbst aufweisen und die Möglichkeit bieten, große Kapazitäten zu entwickeln. Insbesondere die Verwendung leitfähiger Polymere wird zum Mainstream.