Οι πυκνωτές είναι ένα από τα πιο κοινά ηλεκτρονικά εξαρτήματα και διατίθενται σε μια μεγάλη ποικιλία τύπων πυκνωτών. Κάθε τύπος πυκνωτή έχει ένα σύνολο χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων που τα καθιστούν κατάλληλα για ορισμένες εφαρμογές, περιβάλλοντα και προϊόντα. Οι πυκνωτές τυπικά κατηγοριοποιούνται βάσει του συντελεστή μορφής τους και του διηλεκτρικού υλικού που χρησιμοποιείται στον πυκνωτή. Κάθε τύπος πυκνωτή έχει σημαντικές διαφορές στις τυπικές και διαθέσιμες τιμές για την ανοχή χωρητικότητας, την τάση, τη σταθερότητα της θερμοκρασίας, την ισοδύναμη αντίσταση σε σειρά (ESR), το μέγεθος και την αξιοπιστία που επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται στον πραγματικό κόσμο . Αυτές οι διαφορές έχουν αντίκτυπο στην επιλογή πυκνωτών, καθιστώντας μερικούς πυκνωτές μεγάλο σε ορισμένες εφαρμογές και μια πηγή προβλημάτων σε άλλες.
Πυκνωτές μεμβράνης
Οι πυκνωτές φιλμ είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους πυκνωτών. Οι πυκνωτές μεμβράνης περιλαμβάνουν μια μεγάλη οικογένεια πυκνωτών, με την κύρια διαφορά να είναι τα διηλεκτρικά υλικά που χρησιμοποιούνται. Τα κοινά χρησιμοποιούμενα υλικά περιλαμβάνουν πολυεστέρα (mylar), πολυστυρόλιο, πολυανθρακικό πολυπροπυλένιο, μεταλλοποιημένο χαρτί και τεφλόν. Οι πυκνωτές μεμβράνης είναι διαθέσιμοι σε τιμές από pF (picoFarads) μέχρι και 100 uF (microFarads). Οι πυκνωτές μεμβράνης υψηλής τάσης είναι επίσης διαθέσιμοι, με ονομαστική τάση που υπερβαίνει τα 500 βολτ. Το πλεονέκτημα των πυκνωτών φιλμ, ειδικά των πυκνωτών μεμβράνης που χρησιμοποιούν πλαστικές μεμβράνες, είναι μεγάλης διάρκειας ζωής και πολύ σταθερές τιμές χωρητικότητας.
Οι πυκνωτές μεμβράνης είναι διαθέσιμοι σε διάφορα μεγέθη συσκευασίας και παράγοντες μορφής. Οι πιο συνηθισμένοι παράγοντες μορφής για τους πυκνωτές φιλμ είναι κυλινδρικοί, οβάλ, στρογγυλοί και ορθογώνιοι και οι περισσότεροι διαμορφωτικοί παράγοντες είναι διαθέσιμοι με αξονικούς και ακτινικούς ακροδέκτες.
Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές
Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές έχουν μερικές από τις υψηλότερες τιμές χωρητικότητας κάθε είδους πυκνωτών. Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές κατασκευάζονται με λεπτές μεταλλικές μεμβράνες και ένα ηλεκτρολυτικό ημι-υγρό διάλυμα. Η ευελιξία αυτών των υλικών επιτρέπει την περιτύλιξή τους και την παροχή μεγάλου εμβαδού επιφάνειας και ως εκ τούτου συμβάλλει στη δημιουργία μιας μεγάλης χωρητικότητας. Δεδομένου ότι το ηλεκτρολυτικό διάλυμα είναι αγώγιμο και χρησιμοποιείται ως το δεύτερο ηλεκτρόδιο σε έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή, αναπτύσσεται ένα λεπτό στρώμα διηλεκτρικού οξειδίου πάνω στο μεταλλικό φιλμ, για να εμποδίζεται η βραχυκύκλωμα του μεταλλικού φιλμ στο ηλεκτρολυτικό διάλυμα. Το διηλεκτρικό φιλμ είναι πολύ λεπτό που αυξάνει σημαντικά την χωρητικότητα ενός ηλεκτρολυτικού πυκνωτή.
Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές έρχονται με μερικούς βασικούς περιορισμούς, πόλωση και τάση. Το μειονέκτημα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών είναι ότι οι περισσότεροι από αυτούς είναι πολωμένοι και πρέπει να ληφθεί μέριμνα για να εξασφαλιστεί ότι χρησιμοποιούνται σωστά. Η τοποθέτηση ενός ηλεκτρολυτικού πυκνωτή προς τα πίσω θα έχει ως αποτέλεσμα την ταχεία καταστροφή του πυκνωτή, συχνά βίαια, με πιθανότητα να προκαλέσει ζημιά σε οτιδήποτε βρίσκεται κοντά. Όλοι οι πολωμένοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές έχουν σημειωθεί η πολικότητά τους με αρνητικό σήμα το οποίο υποδεικνύει ποια ακίδα πρέπει να διατηρείται στο χαμηλότερο δυναμικό ηλεκτρικής ενέργειας. Η τάση των περισσότερων ηλεκτρολυτικών πυκνωτών είναι χαμηλή, αλλά μπορούν να βρεθούν με τάσεις μέχρι και αρκετές εκατοντάδες βολτ.
Οι δύο συνηθέστεροι τύποι ηλεκτρολυτικών πυκνωτών είναι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου και πυκνωτές τανταλίου. Οι πυκνωτές τανταλίου διαφέρουν από τους περισσότερους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, επειδή μοιάζουν περισσότερο με κεραμικούς πυκνωτές. Σε αντίθεση με τους κεραμικούς πυκνωτές, οι πυκνωτές τανταλίου είναι πολωμένοι. Ωστόσο, οι πυκνωτές τανταλίου είναι πολύ πιο ανθεκτικοί σε αντίστροφη πολικότητα από τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές αλουμινίου και μερικές φορές τοποθετούνται σε σειρά με αμφότερα τα αρνητικά τερματικά που συνδέονται για να σχηματίσουν έναν "μη πολωμένο" πυκνωτή τανταλίου. Οι πυκνωτές τανταλίου είναι πολύ μικρότεροι από τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές αλουμινίου και έχουν χαμηλότερα ρεύματα διαρροής, γεγονός που τους καθιστά μια καλύτερη επιλογή για πολλές εφαρμογές αποκλεισμού, παρακάμψεως, αποσύνδεσης, φιλτραρίσματος και χρονισμού.
Κεραμικοί πυκνωτές
Οι κεραμικοί πυκνωτές είναι μερικοί από τους συνηθέστερους πυκνωτές που χρησιμοποιούνται, ειδικά σε εφαρμογές επιφανειακής στήριξης. Είναι κατασκευασμένα με επίστρωση ενός κεραμικού δίσκου ή πλάκας με έναν αγωγό και συνδέοντας πολλά μαζί. Το χρησιμοποιούμενο κεραμικό έχει μια πολύ υψηλή διηλεκτρική σταθερά, η οποία επιτρέπει στους κεραμικούς πυκνωτές να έχουν σχετικά υψηλή χωρητικότητα σε μικρό μέγεθος. Σε αντίθεση με τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, οι κεραμικοί πυκνωτές δεν είναι πολωμένοι αλλά η χωρητικότητά τους περνάει από μια μη γραμμική μετατόπιση καθώς αλλάζει η θερμοκρασία τους. Για τους λόγους αυτούς, οι κεραμικοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται συχνά ως πυκνωτές αποσύνδεσης ή παράκαμψης. Οι κεραμικοί πυκνωτές είναι διαθέσιμοι σε τιμές που κυμαίνονται από μερικές pF έως αρκετές uF και έχουν τάσεις από μερικές βολτ σε δεκάδες χιλιάδες volts.
Άλλοι τύποι πυκνωτών
Διάφοροι ειδικοί τύποι πυκνωτών διατίθενται για πιο εξειδικευμένες εφαρμογές. Οι πυκνωτές τριψίματος ή μεταβλητού είναι πυκνωτές με ρυθμιζόμενη χωρητικότητα και είναι χρήσιμοι για μικρορύθμιση ή αντιστάθμιση στο κύκλωμα. Οι υπερβολικοί πυκνωτές είναι πυκνωτές με πολύ υψηλές τιμές χωρητικότητας, συνήθως με χωρητικότητα μεγαλύτερη από ένα farad. Συχνά είναι χαμηλής τάσης, αλλά αποθηκεύουν αρκετή ενέργεια για να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες σε ορισμένες εφαρμογές.