Keramikkondensator

Keramikkondensatoren, kurz Kerkos genannt, zeichnen sich gegenüber allen anderen Festkondensatoren durch eine wesentlich kompaktere Bauweise aus. Das Kapazitäts- zu Volumenverhältnis ist um ein Vielfaches höher als das von Tantal-Kondensatoren oder Folienkondensatoren.

Keramikkondensatoren haben gegenüber Folienkondensatoren eine 50-fach höhere Kompaktheit, gegenüber Tantal-Kondensatoren zeichnen sie sich durch geringere elektrische Verluste aus, zudem sind sie ungepolt, haben eine kleinere Impedanz, sehr kleine ESR-Werte und eine hohe Zuverlässigkeit. Die Kompaktheit resultiert aus den keramischen Dielektrika mit einer Permittivität von bis zu 10.000 und darüber.

Aufbau eines Vielschicht-Keramikkondensators

Aufbau eines Vielschicht-Keramikkondensators

Keramikkondensatoren bestehen aus einem monolithischen Keramikblock mit kammähnlichen, gesinterten Innenelektroden. Das Dielektrikum wird durch dünnes durchschlagfestes Keramik gebildet, aus Titandioxid (TiO2) oder Bariumtitanat (BaTiO3). Die Elektroden werden in das Keramikmaterial eingesintert und bestehen aus Nickel oder Silber-Palladium und sind am Keramikblock nach außen geführt, wo sie kontaktiert werden. Die Kontaktierung der Elektroden kann mit Edelmetallen, Noble Metal Electrode (NME), oder mit einfacheren Metallen, Base Metal Electrode (BME), erfolgen. Je nach keramischen Materialien und Kontaktierung unterscheidet man zwischen mehreren Klassen, den DIN- oder EIA-Klassen. Ein von der EIA spezifiziertes Dielektrikum ist C0G-Dielektrikum (NP0), mit einem vernachlässigbaren Temperaturkoeffizienten.

Keramikkondensator, 
   Foto: Epcos

Keramikkondensator, Foto: Epcos

Keramikkondensatoren auf der Basis von Titanverbindungen gehören der Klasse-1 an und haben eine niedrige Permittivität zwischen 10 bis 400. Ihr Isolationswiderstand beträgt mindestens 10 Giga-Ohm. Sie werden wegen ihrer hohen Konstanz und Stabilität in Schwingkreisen, Filtern und Oszillatoren eingesetzt. Dagegen haben Keramikkondensatoren der Klasse-2 hohe Dielektrizitätskonstanten von bis zu 1.000. Sie basieren auf Bariumtitanat und werden als Entstörkondensatoren in Siebschaltungen und als Puffer eingesetzt. Die Kapazitätswerte liegen im Pico- und Nanofarad-Bereich. Weitere Einsatzgebiete sind die Hochspannungstechnik und der Schutz gegen elektrostatische Entladungen (ESD). Allerdings können sie keine kurzen Spannungsimpulse von über 5 kV verarbeiten.

Eine wesentlich kompaktere Bauweise haben Vielschicht-Keramikkondensatoren, Multi Layer Ceramic (MLC), deren Kapazitäts- zu Volumenverhältnis ist um ein Vielfaches höher als das der normalen Keramikkondensatoren.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Keramikkondensator
Englisch: ceramic capacitor
Veröffentlicht: 11.12.2019
Wörter: 321
Tags: Passive Bauelemente
Links: BaTiO3 (barium nitrate), C0G-Dielektrikum, Dielektrikum, EIA (electronics industry association), EIA-Klasse