انواع خازن ها و کاربرد آن ها

خازن، قطعه ای الکترونیکی است که انرژی الکتریکی را در خود ذخیره میکند. این قطعه از دو صفحه فلزی تشکیل شده که در کنار یکدیگر به صورت موازی قرار گرفته اند. بین این دو صفحه فلزی، یک صفحه عایق قرار می گیرد که به آن دی الکتریک می گویند.

هر خازن، مقدار مشخصی از انرژی را در خود ذخیره میکند. میزان ذخیره انرژی در خازن را با واحد فاراد اندازه گیری میکنند. خازنهای موجود در مدارهای الکترونیکی، در رنج های پیکوفاراد، نانوفاراد و میکروفاراد عرضه شده اند.

خازنها، بسته به نوع ماده دی الکتریک و صفحات فلزی آن خصوصیات مختلفی دارند. معمولا آنها را با ساختار به کار رفته در دی الکتریکشان نامگذاری می کنند. مانند: الکترولیت، سرامیک، میکا، آلومینیوم، پلی استر و …

 

1- خازن های الکترولیتی

 این خازنها معمولا به شکل استوانه ساخته میشوند و علیرغم حجم کم، دارای ظرفیت بالایی هستند. روی بدنه آنها علاوه بر ظرفیت، ماکزیمم ولتاژ قابل تحمل دی الکتریک آن نیز نوشته شده است.

 این نوع خازنها دارای پایه های مثبت و منفی هستند که قطب منفی با نوار سفید رنگی بر روی خازن تعیین میشود.

 از خازن الکترولیتی برای صاف کردن و حذف نویزهای با فرکانس پایین و حذف ریپل ولتاژ در قسمت تغذیه مدارات استفاده میشود.

                                              

2- خازن های سرامیکی یا عدسی

خازن سرامیکی معمول ترین خازن غیر الکترولیتی است که در آن دی الکتریک به کار رفته از جنس سرامیک است. ثابت دی الکتریک سرامیک بالاست از این رو امکان ساخت خازنهای با ظرفیت زیاد در اندازه کوچک را بوجود آورده است. این خازنها معمولا به شکل عدس ساخته میشوند، به همین دلیل به آنها خازن عدسی هم می گویند.

ولتاژ کاری این خازنها معمولا بالاست. این خازنها، قطب های مثبت و منفی ندارند. عیب بزرگ این خازنها، وابسته بودن ظرفیت آنها به دمای محیط است.

یکی از کاربردهای مهم خازن عدسی، حذف نویز موجود در تغذیه مدارهاست. معمولا مدارات دیجیتالی به نوسانات ولتاژ تغذیه خیلی حساس هستند. بنابراین برای بهبود تغذیه، در نزدیکترین نقطه به آیسی، خازن عدسی قرار میدهند.

                                                                     

3- خازن های پلی استر

در این نوع خازن از ورقه های نازک پلاستیک به عنوان دی الکتریک استفاده شده است. ورقه های پلاستیکی به همراه ورقه های نازک آلومینیومی در درون قاب پلاستیکی قرار داده شده است. 

امروزه این خازنها به دلیل داشتن مشخصات خوب در مدارات، زیاد به کار می روند. این خازنها نسبت به تغییرات دما حساسیت زیادی ندارند. به همین خاطر در مداراتی که نیاز به خازنی با ظرفیت ثابت نسبت به حرارت باشد، از آنها استفاده میشود.

یکی از مواد دی الکتریکی که در این خازنها استفاده میشود، پلی استایرن است، به همین دلیل به آنها خازن پلی استر گفته میشود. این خازنها نیز قطب مثبت و منفی ندارند.

                                                 

4- خازن های تانتالیوم

در این نوع خازن، از فلز تانتالیوم به جای آلومینیوم استفاده شده است. زیاد بودن ثابت دی الکتریک تانتالیوم نسبت به آلومینیوم سبب میشود که این خازنها نسبت به نوع آلومینیومی در حجم مساوی، دارای ظرفیت بیشتری باشند.

این خازن به نسبت سایر خازنها دارای قیمت بیشتری است. در خازنهای تانتال نوع DIP قطب مثبت کنار پایه نوشته شده و در نوع SMD، قطب مثبت خازن با یک خط نشان داده شده است.

این خازنها به نسبت ظرفیتشان دارای ابعاد کوچکتر هستند و همچنین جریان نشتی کمتر و طول عمر بیشتر دارند. البته این نوع خازنها قابلیت تحمل کمتری در مقابل جریانهای شارژ و دشارژ دارند و ظرفیت آنها نیز محدود است و تا ۳۳۰ میکروفاراد ساخته شده اند.