Ersetzen des Tantalkondensators durch einen Keramikkondensator für Operationsverstärker

Ich versuche, einen nicht invertierenden Verstärker mit einem bestimmten Operationsverstärker zu bauen. THS3491

Das Datenblatt ist unten verlinkt.

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

Auf Seite 25 finden Sie ein nicht invertierendes Konfigurationsdiagramm.

Auf Seite 35 finden Sie Richtlinien zum Entkoppeln von Kondensatoren

Es heißt "Verwenden Sie größere Tantal-Entkopplungskondensatoren (mit einem Wert von 6,8 uF oder mehr), die bei niedrigeren Frequenzen wirksam sind ..."

Ich hatte so schlechte Erfahrungen mit Tantalkondensatoren, deshalb wollte ich diese vermeiden.

Ist es in Ordnung, Tantalkondensatoren durch Keramikkondensatoren zu ersetzen?

Beim Durchsuchen von StackExchange habe ich mehrere Seiten mit ähnlichen Problemen gefunden.

Tantalkondensatoren vs. Keramikkondensatoren

MLCC vs Tantal: Zum Entkoppeln Eingang zum Regler und zur Reduzierung der Welligkeit

Die Antwort war, dass es in Ordnung ist, Keramik zu verwenden, aber nicht so sicher, weil ich es mit Operationsverstärkern zu tun habe. Ich suchte mehr;

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

Auf der obigen Website empfehlen sie die Verwendung von Keramik gegenüber Tantal, da Keramikkondensatoren gegenüber Tantal mehr Vorteile haben.

Aber ist es in Ordnung, Tantal durch Keramikkondensatoren zu ersetzen?

operational-amplifier capacitor

— user65452
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Zum Entkoppeln von Kondensatoren, ja, solange Sie ähnliche Größen finden können (was Sie möglicherweise nicht tun, was wahrscheinlich der Grund für Tantale war). Bei Kondensatoren im Signalpfad müssen Sie vorsichtiger sein, da die meisten keramischen Dielektrika unter Piezoeffekten leiden (Vibrationen und solche erzeugen Spannungen, die als Rauschen erscheinen), Gleichstromvorspannungseffekten (verringerte Kapazität, wenn die Gleichstromvorspannung über dem Kondensator zunimmt), und Temperatureffekte. In diesem Fall wird normalerweise C0G / NP0-Keramik verwendet, da es sich um eine der wenigen Keramiken handelt, die unter keinem dieser Effekte leiden.

— DKNguyen

Es ist wahrscheinlich ein älteres Datenblatt. Vor 20 Jahren waren Tantale die Lösung mit niedrigem ESR für . Wir verwenden heute Keramik.

C \geq 1 μ F

$C \ge 1\mu\mathrm{F}$

— TimWescott

OOI und möglicherweise OT, welche schlechten Erfahrungen haben Sie mit Tantalkappen gemacht?

— James

Tantal hat auch mit dem Aufkommen der Polymerelektrolyse und der hohen C / V-MLCCs immer noch ihren Platz. Meistens auf Kosten, wenn Sie in den wenigen hundert uF und zwischen Keramik und (kleine Dose, hohe Leistung) Elektrolyt sind. Wir reduzieren Tantal um 50% der Spannung und hatten danach keine pyrotechnischen Tant-Fehler mehr.

— Cursorkeys

Antworten:

In den meisten Kreisen ja. Und in Ihrer Schaltung wäre das in Ordnung.

Die Kapazität ist nur Kapazität, und die Kapazitätswerte von Keramik-MLCCs haben in den letzten Jahrzehnten erheblich zugenommen, was zu einer viel breiteren Anwendbarkeit (und dem anhaltenden Produktionsmangel) geführt hat.

Sie müssen sich jedoch einiger Einschränkungen bewusst sein, die hauptsächlich für Keramik gelten:

In einigen Schaltkreisen ist kapazitiver ESR ein erforderlicher Teil des Schaltkreises, ein Mindestwert wird erwartet und Keramik weist tendenziell einen extrem niedrigen ESR auf. In einigen Fällen kann dies zu Instabilität und Schwingungen führen. Von besonderer Bedeutung wäre der Eingang von schaltenden DC-DC-Wandlern und langen DC-Versorgungskabeln, die live angeschlossen werden können.
MLCCs neigen dazu, sehr starke Spannungsabhängigkeiten zu haben. Diese können unter Gleichstromvorspannung 60% oder mehr ihres Kapazitätswerts verlieren. Zusätzlich zum kapazitiven Verlust ist dies ein nichtlineares Verhalten, das in einigen Schaltungen von Belang sein kann.
MLCCs Keramik ist piezoelektrisch. Vibrationen oder Temperaturgradienten können dazu führen, dass Geräusche in den Stromkreis eingespeist werden. In einigen Schaltanwendungen hören Sie tatsächlich das Summen in den Kondensatoren, das zu mechanischen Fehlern führen kann.

— Edgar Brown
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Einer der wichtigsten Aspekte der piezoelektrischen Eigenschaften ist das hörbare Rauschen, das sehr störend sein kann, wenn die Arbeitsfrequenz einer großen Kappe im hörbaren Bereich liegt.

— Dmitry Grigoryev

Vielen Dank, ich werde die ESR überprüfen und feststellen, ob sie in einem angemessenen Bereich liegt.

— user65452

Ja, aus Sicht der Operationsverstärker ist das in Ordnung. Achten Sie auf den Spannungskoeffizienten der Kondensatoren. Möglicherweise benötigen Sie eine Nennkapazität von 10 uF oder 20 uF, um 6,8 uF bei einer Vorspannung von 15 V zu erhalten (sie haben einen großen Spannungskoeffizienten). (Abgesehen davon ist das ein bisschen wie ein CFA im GHz-Bereich, daher sind die kleineren Keramikkondensatoren (100 nF + 100 pF) in dieser speziellen Anwendung wirklich wichtig, siehe Peter Smiths Kommentar zur Verwendung von Kappen mit umgekehrter Geometrie für die niedrigeren Kapazitäten - sie haben Anschlüsse entlang der Längsseiten des Chips, also weniger parasitäre Serienimpedanz).

Zum Beispiel ist hier ein 25V 10uF 1210 Kondensator, der typischerweise bei 15V Vorspannung um etwa -35% gesunken ist. Kleinere Kondensatoren werden wahrscheinlich schlechter sein.

Aus Systemsicht kann die Umgehung einer Reihe von Kondensatoren mit sehr niedrigem ESR, die die Netzteile umgehen, zu Stabilitätsproblemen bei der Regelung Ihres Netzteils führen. Wenn es sich um eine Laborversorgung oder um Linearregler 7815/7915 handelt, ist dies kein Problem (zumindest beim 7815), aber bei LDO-Linearreglern oder negativen Reglern kann dies zu Problemen führen.

— Spehro Pefhany
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Suchen Sie hier nach der Nennkapazität, der Nennspannung und der Verpackung, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie sich die Dinge auswirken (ja, die Verpackung beeinflusst den Kapazitätsabfall mit DC-Vorspannung): ds.murata.co.jp/simsurfing/mlcc.html?lcid= en-us

— DKNguyen

Das OP möchte möglicherweise Vorrichtungen mit umgekehrter Geometrie für die Hochfrequenzentkoppler verwenden, um die Induktivität zu minimieren. (0306 oder 0508 vielleicht)

— Peter Smith