Замена танталового конденсатора на керамический конденсатор для операционных усилителей

10

Я пытаюсь построить неинвертирующий усилитель с определенным операционным усилителем; THS3491

Таблица данных связана ниже.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ths3491.pdf

На странице 25 представлена ​​неинвертирующая диаграмма конфигурации.

введите описание изображения здесь

А на странице 35 есть руководство по разъединению конденсаторов.

введите описание изображения здесь

В нем говорится: «Используйте более крупные танталовые развязывающие конденсаторы (со значением 6,8 мкФ или более), которые эффективны при более низких частотах ...»

У меня был такой плохой опыт работы с танталовыми конденсаторами, поэтому я хотел избежать их использования.

Можно ли заменить танталовые конденсаторы на керамические?

В поисках по StackExchange я нашел несколько страниц с похожей проблемой;

Танталовые конденсаторы против керамических конденсаторов

MLCC vs Tantalum: для развязки, ввода в регулятор и уменьшения пульсаций

Ответ состоял в том, что использовать керамику можно, но не так точно, потому что я имею дело с операционными усилителями. Я искал больше;

http://www.dataweek.co.za/news.aspx?pklnewsid=27008

На вышеуказанном сайте они рекомендуют использовать керамику над танталом, поскольку керамические конденсаторы имеют больше преимуществ по сравнению с танталом.

Но можно ли заменить тантал керамическими конденсаторами?

user65452
источник
3
Для развязывающих конденсаторов, да, если вы можете найти похожие размеры (чего вы, возможно, не знаете, что, вероятно, было причиной танталов в первую очередь). Для конденсаторов на пути прохождения сигнала вы должны быть более осторожными, поскольку большинство керамических диэлектриков страдают от пьезоэффектов (вибрации и тому подобное генерируют напряжения, которые проявляются в виде шума), эффектов смещения постоянного тока (уменьшение емкости по мере увеличения смещения постоянного тока через конденсатор), и температурные эффекты. Керамика C0G / NP0 обычно используется в этом случае, потому что это одна из немногих керамик, которые не страдают от какого-либо из этих эффектов.
DKNguyen
С1μF
OOI и, возможно, OT, какие неприятности у тебя были с колпачками из тантала?
Джеймс
Тантал по-прежнему имеет свое место, даже с появлением полимерных электролитов и высококонцентрированных MLCC. Главным образом по стоимости, когда вы находитесь в нескольких сотнях мкФ и «между» керамикой и (малой банкой, высокой производительностью) электролитом. Мы уменьшили тантал на 50% по напряжению и после этого не было никаких сбоев пиротехнических тантов.
Cursorkeys

Ответы:

19

В большинстве цепей да. И в вашей схеме это было бы хорошо.

Емкость - это всего лишь емкость, и значения емкости керамических MLCC за последние несколько десятилетий немного увеличились, что привело к гораздо более широкому применению (и продолжающемуся дефициту производства).

Но вы должны знать пару предостережений, которые в основном относятся исключительно к керамике:

  • В некоторых цепях емкостное ESR является необходимой частью схемы, ожидается минимальное значение, и керамика имеет тенденцию иметь чрезвычайно низкое ESR. В некоторых случаях это может привести к нестабильности и колебаниям. Особое беспокойство вызывает ввод переключающих преобразователей постоянного тока и длинных кабелей питания постоянного тока, которые можно подключать под напряжением.

  • MLCC имеют тенденцию иметь очень сильные зависимости напряжения. Они могут потерять 60% или более своей емкости при смещении постоянного тока. Помимо емкостных потерь, это нелинейное поведение, которое может вызывать беспокойство в некоторых цепях.

  • Керамика MLCCs пьезоэлектрическая. Любые вибрации или температурные градиенты могут вызвать шум в цепи. И в некоторых приложениях переключения вы фактически услышите жужжание конденсаторов, которое может привести к механическим неисправностям.

Эдгар Браун
источник
5
Одним из наиболее важных аспектов пьезоэлектрических свойств является слышимый шум, который может быть довольно неприятным, если рабочая частота большой крышки находится в слышимом диапазоне.
Дмитрий Григорьев
Спасибо, я проверю СОЭ и посмотрим, находится ли он в разумных пределах.
user65452
8

Да, это нормально с точки зрения операционных усилителей. Будьте осторожны с коэффициентом напряжения конденсаторов, вам может потребоваться номинальная емкость 10 мкФ или 20 мкФ, чтобы получить 6,8 мкФ при напряжении смещения 15 В (у них большой коэффициент напряжения). (кроме того, это немного чудовище CFA диапазона ГГц, поэтому керамические конденсаторы меньшего размера (100 нФ + 100 пФ) действительно важны в этом конкретном приложении, см. комментарий Питера Смита об использовании колпачков с обратной геометрией для более низких емкостей - они имеют клеммы вдоль длинных сторон чипа, поэтому меньше паразитного последовательного сопротивления).

Например, здесь используется конденсатор емкостью 25 В 10 мкФ 1210, который обычно с понижением примерно на -35% при смещении 15 В. Конденсаторы меньшего размера, вероятно, будут хуже.

С системной точки зрения, наличие нескольких конденсаторов с очень низким ESR в обход источников питания может вызвать проблемы со стабильностью при регулировании источника питания. Если это лабораторный источник питания или линейные регуляторы 7815/7915, это не будет проблемой (по крайней мере, с 7815), но с линейными или отрицательными регуляторами LDO это может вызвать проблемы.

Спехро Пефхани
источник
1
Просмотрите здесь, обращая внимание на номинальную емкость, номинальное напряжение и упаковку, чтобы понять, как на это влияют (да, упаковка влияет на падение емкости при смещении постоянного тока): ds.murata.co.jp/simsurfing/mlcc.html?lcid= en-us
DKNguyen
3
OP может использовать устройства с обратной геометрией для высокочастотных развязок, чтобы минимизировать индуктивность. (0306 или 0508 возможно)
Питер Смит