Общая характеристика. При использовании твердого неорганического диэлектрика для изготовления конденсаторов его можно применять в качестве основы конструкции

При использовании твердого неорганического диэлектрика для изготовления конденсаторов его можно применять в качестве основы конструкции, закрепляя на нем обкладки, что резко упрощает конструкцию (обкладки могут быть нанесены и металлизацией, выводы – отрезки проволоки, припаянные к обкладкам).

Неорганические диэлектрики обладают большой нагревостойкостью и твердостью, что обеспечивает неизменность расстояния между обкладками – это способствует стабильности емкости во времени и помогает решить задачу повышения рабочей температуры конденсатора, имеют малое значение ТКЕ, большое значение .

Ряд неорганических диэлектриков имеют малый , что позволяет использовать их в производстве высокочастотных конденсаторов. Преимуществом неорганических диэлектриков перед органическими является их высокая химическая стабильность. Она обеспечивает отсутствие старения при длительном действии электрического поля и повышении температуры. Однако при высокой температуре и постоянном напряжении старение может иметь место и у некоторых типов конденсаторов с неорганическим диэлектриком.

Большинство твердых неорганических диэлектриков имеют ; диэлектрики на основе TiO имеют . В настоящее время при малом могут получать диэлектрики с . Разработаны материалы со сверхвысокой , но столь высокие значения сопровождаются резким ухудшением ее стабильности как во времени, так и при изменении температуры, а также резким возрастанием угла потерь, что невыгодно отличает эти материалы от обычных неорганических диэлектриков и делает возможным их использование только в области низких частот или постоянного напряжения.

Недостаток неорганического материала: трудность получения малых толщин диэлектрика, что затрудняет изготовление конденсаторов большой емкости даже при высоких . Это определяется хрупкостью неорганического материала при малой толщине. При испытании керамики или стекла минимальное значение составляло 0,2-0,3 мм, электрическая прочность у большинства неорганических диэлектриков невелика.

Исключением является слюда, позволяющая получить пластинки толщиной до 0,01 мм с достаточной механической и электрической прочностью. Но и этот материал неудобен для получения больших емкостей, так как площадь пластинок небольшая, а также высокая стоимость слюды и ее дефицит.

Пленочное стекло – позволяет получать толщины 0,025-0,05 мм, но его площадь также ограничена, причем стоимость стеклопленочных конденсаторов оказывается еще выше, чем стоимость слюдяных. Поэтому получают малые значения емкостей порядка 0,1-0,2 мкФ.

Основной областью применения конденсаторов с неорганическим диэлектриком являются высокочастотные установки, где не требуются большие емкости, а нужны конденсаторы с малым углом потерь и высокой стабильностью емкости, а также с высоким значением рабочего напряжения (десятки кВ).

Используя принцип нанесения тонких слоев металла и неорганического диэлектрика на изоляционную подложку, обеспечивающую механическую прочность, удается получить малые толщины неорганического диэлектрика порядка 1-2 мкм и ниже – это создало основу для появления тонкопленочных конденсаторов с неорганическим диэлектриком для микроминиатюрной радиоаппаратуры при малых рабочих напряжениях ( В) и емкостях до нескольких тысяч и десятков тысяч пФ.

К неорганическим диэлектрикам относятся керамические, стеклянные, стеклоэмалевые, стеклокерамические и слюдяные – характеризуются большой нагревостойкостью, механической твердостью, высокой химической стабильностью, повышенными значениями .

По конструктивному исполнению конденсаторы подразделяются на:

- незащищенные, допускающие эксплуатацию в условиях повышенной влажности в составе герметизирующей аппаратуры, предусматривающей защиту конденсаторов от воздействия влажности;

- защищенные, допускающие эксплуатацию в составе аппаратуры в условиях повышенной влажности;

- неизолированные, то есть конденсаторы с влагозащитным покрытием, не допускающие касания своим корпусом шасси или токоведущих частей аппаратуры;

- изолированные с изоляционным покрытием, допускающие касание.

По своему назначению конденсаторы подразделяются на 3 типа:

Тип 1 – конденсатор, предназначенный для использования в цепях фильтров, блокировки и развязки, где малые потери и высокая стабильность емкости имеют существенное значение.

Тип 2 – конденсатор, предназначенный для использования в цепях фильтров, блокировки и развязки, где малые потери и высокая стабильность емкости не имеют существенного значения.

Тип 3 – керамический конденсатор с барьерным слоем, предназначенный для работы в тех же цепях, что и конденсатор типа 2, но имеющий несколько меньшее значение и большее значение , что ограничивает область применения низкочастотными.

Обычно конденсаторы типа 1 являются высокочастотными, а типов 2 и 3 - низкочастотными.

Слюдяные и стеклоэмалевые (стеклянные) конденсаторы относятся к конденсаторам типа 1, стеклокерамические – как тип 1, так и 2, керамические – 3-х типов.

Конденсаторы типов 2 и 3 за счет большой имеют значительную удельную емкость, но вместе с тем и большие значения . Особенностями конденсаторов типа 2 и 3 являются резкая зависимость от температуры, а для некоторых типов конденсаторов – зависимость от напряжения и наличие диэлектрического гистерезиса.