鉭電容器的陽極
開關式電源,微處理器和數字電路應用的一個共同趨勢是降低高頻工作時的噪聲。為了做到這一點,元器件必須具備低ESR(電阻率)、高電容和高可靠性。
鉭電容器陽極的總體表面積,特別是其表面積與體積比,是確定其ESR值的關鍵參數之一,總表面積越大,ESR值越大。使用多陽極是大幅降低鉭電容器ESR值的其中一種方法,其做法是在一個電容體中使用多個相同的電極材料。
傳統的做法
在高壽命和高可靠性應用中,二氧化錳電板極常規鉭電容器仍然是一個普遍的選擇。二氧化錳技術能提供*的場性能和環境穩定性以及在很寬的電壓范圍如2.5~50V內提供高電阻率和熱阻率,器件設計的運行溫度在125℃以上。然而,與聚合物鉭電容器相比,二氧化錳電極系統較高的ESR是一個缺點。
陽極選擇
單一陽極技術成為標準通用型選擇是由于其出色的性價比。多陽極設計可提供更低的ESR值,但其缺點是生產成本要高于單陽極解決方案。
使用標準的芯片集成工藝的槽式陽極設計是低ESR與低成本折中的一種結果。因此,槽式設計通常用于價格敏感同時要求低ESR的設計,而多陽極技術適合用于既要求低ESR更要求高可靠性的應用中,如電信基礎設施、網絡、服務器和軍事/航空航天等應用。
除了上述差異,多陽極的概念有另兩處優勢。
(1)多陽極設計具有更好的散熱性能,這意味著多陽極電容可以承載更高的持續電流;同理,多陽極電容對抗電流浪涌危害的能力也更強。
(2)相較于單一的陽極,多陽極電容的單位容積效率較低,這導致了一種假設,認為多陽極不能達到與單一陽極一樣的CV(定電壓因素)。事實上,薄的陽極實現起來更容易,并且更易被第二個二氧化錳電極系統穿透,使更高的CV得以利用,因此,多陽極電容器能達到同樣甚至更高的CV水平。
常見多陽極類型
當今市場上常用的鉭多陽極通常采用縱向排列3~5個陽極于一個電容體內的方法實現,如圖1所示。這實際是從制造的角度來看的,如果從ESR的角度,此解決辦法則不如橫向布局,橫向布局中更薄的平板陽極有望進一步減小ESR。