Sostituzione del condensatore al tantalio con condensatore ceramico per amplificatori operazionali

Sto cercando di costruire un amplificatore senza inversione con un certo amplificatore operazionale; THS3491

La scheda tecnica è collegata di seguito.

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

A pagina 25 è presente un diagramma di configurazione non invertente.

E a pagina 35, ci sono linee guida per il disaccoppiamento dei condensatori

Dice "Usa condensatori di disaccoppiamento di tantalio più grandi (con un valore di 6,8uF o più) che sono efficaci a frequenze inferiori ..."

Ho avuto una brutta esperienza con i condensatori al tantalio, quindi volevo evitare di usarli.

Va bene sostituire i condensatori al tantalio con quelli in ceramica?

Cercando su StackExchange, ho trovato diverse pagine con problemi simili;

Condensatori al tantalio vs. condensatori ceramici

MLCC vs tantalio: per il disaccoppiamento, input al regolatore e riduzione dell'ondulazione

La risposta è che va bene usare la ceramica, ma non sono così sicuro perché ho a che fare con Amplificatori operazionali. Ho cercato di più;

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

Nel sito Web sopra, raccomandano di usare la ceramica rispetto al tantalio, poiché i condensatori ceramici hanno più vantaggi rispetto al tantalio.

Ma va bene sostituire il tantalio con condensatori ceramici?

operational-amplifier capacitor

— user65452
fonte

Per disaccoppiare i condensatori, sì, purché sia possibile trovare dimensioni simili (il che potrebbe non essere stato probabilmente il motivo del tantalio in primo luogo). Per i condensatori nel percorso del segnale, è necessario prestare maggiore attenzione poiché la maggior parte dei dielettrici ceramici soffre di effetti piezoelettrici (le vibrazioni e tali genereranno tensioni che appaiono come rumore), effetti di polarizzazione CC (capacità ridotta all'aumentare della polarizzazione CC attraverso il condensatore), ed effetti di temperatura. La ceramica C0G / NP0 viene normalmente utilizzata in questo caso perché è una delle poche ceramiche che non subisce alcuno di questi effetti.

— DKNguyen,

C \geq 1 μ F

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

OOI e possibilmente OT, quali brutte esperienze hai avuto con i cappucci al tantalio?

— Giacomo

Il tantalio ha ancora il suo posto, anche con l'avvento dell'elettrolitico polimerico e degli alti MLCC C / V. Principalmente a costo quando sei nelle poche centinaia di uF e 'tra' ceramica ed elettrolitico (piccola lattina, ad alte prestazioni). Declassiamo il tantalio del 50% sulla tensione e dopo aver fatto questo non abbiamo avuto molti guasti pirotecnici.

— Cursorkeys

Risposte:

Nella maggior parte dei circuiti, sì. E nel tuo circuito andrebbe bene.

La capacità è solo capacità e i valori di capacità delle MLCC ceramiche sono aumentati un po 'negli ultimi decenni, portando a un'applicabilità molto più ampia (e alla carenza di produzione in corso).

Ma devi essere consapevole di un paio di avvertenze che sono principalmente esclusive della ceramica:

In alcuni circuiti ESR capacitivo è una parte necessaria del circuito, è previsto un valore minimo e la ceramica tende ad avere ESR estremamente basso. In alcuni casi ciò può causare instabilità e oscillazioni. Di particolare preoccupazione sarebbe l'ingresso di commutazione di convertitori CC-CC e cavi di alimentazione CC lunghi che possono essere collegati in tensione.
Gli MLCC tendono ad avere dipendenze di tensione molto forti. Questi possono perdere il 60% o più del loro valore di capacità sotto polarizzazione CC. Oltre alla perdita capacitiva, questo è un comportamento non lineare che può essere fonte di preoccupazione in alcuni circuiti.
Le ceramiche MLCC sono piezoelettriche. Eventuali vibrazioni o gradienti di temperatura possono causare l'iniezione di rumore nel circuito. E, in alcune applicazioni di commutazione, sentirai effettivamente il ronzio nei condensatori che può portare a guasti meccanici.

— Edgar Brown
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Uno degli aspetti più importanti delle proprietà piezoelettriche è il rumore udibile che può essere abbastanza inquietante se la frequenza di lavoro di un grande cappuccio rientra nell'intervallo udibile.

— Dmitry Grigoryev l'

Grazie, controllerò l'ESR e vedrò se è nell'intervallo ragionevole.

— user65452

Sì, va bene dal punto di vista degli amplificatori operazionali. Prestare attenzione al coefficiente di tensione dei condensatori, potrebbe essere necessaria una capacità nominale di 10 uF o 20 uF per ottenere 6,8 uF alla tensione di polarizzazione di 15 V (hanno un coefficiente di tensione elevato). (a parte questo, è un po 'una bestia della gamma CFA GHz, quindi i condensatori ceramici più piccoli (100nF + 100pF) sono davvero importanti in questa particolare applicazione, vedi il commento di Peter Smith sull'uso dei cappucci con geometria inversa per le capacità inferiori - hanno terminali lungo i lati lunghi del chip quindi impedenza in serie parassita meno).

Ad esempio, ecco un condensatore da 25 V 10 uF 1210 che è in genere inferiore di circa -35% a 15 b di polarizzazione. Condensatori più piccoli probabilmente peggioreranno.

Da un punto di vista del sistema, avere un numero di condensatori ESR molto bassi che bypassano gli alimentatori potrebbe causare problemi di stabilità con la regolazione dell'alimentatore. Se si tratta di un rifornimento di laboratorio o di regolatori lineari 7815/7915 non sarà un problema (almeno con il 7815), ma con regolatori lineari LDO o regolatori negativi potrebbe causare problemi.

— Spehro Pefhany
fonte

Sfoglia qui, prestando attenzione alla capacità nominale, alla tensione nominale e all'imballaggio per farti un'idea di come le cose sono influenzate (sì, l'imballaggio influisce sulla caduta di capacità con distorsione CC): ds.murata.co.jp/simsurfing/mlcc.html?lcid= en-us

— DKNguyen

L'OP potrebbe voler utilizzare dispositivi a geometria inversa per i disaccoppiatori ad alta frequenza per ridurre al minimo l'induttanza. (0306 o 0508 forse)

— Peter Smith