콘덴서란?

콘덴서는 전하를 축적하거나, 직류 신호를 차단하고 교류 신호를 통과시키는 기능을 지닌 전자부품으로, 전자회로를 구성함에 있어서 중요한 역할을 담당합니다.
백업 (배터리) 용도, 디커플링 (노이즈 제거) 용도, 커플링 (직류 바이어스 전압 제거) 용도 등으로 사용됩니다.
오늘날에는 스마트폰, 웨어러블 단말기, 데이터 센터, 기지국, 산업기기, 자동차기기 등 모든 어플리케이션에 사용되고 있으며, 저항기나 인덕터 (코일)와 같이 대표적인 수동 부품 중 하나입니다.
명칭으로는 콘덴서 (Condenser), 캐패시터 (Capacitor)를 많이 사용합니다.

각종 콘덴서의 구조 · 특징

콘덴서에는 여러가지 종류가 있습니다. 기본적인 구조는 절연체 (유전체)를 전극 사이에 배치한 구조이며, 전압을 인가함으로써 전하가 축적됩니다.
실제 제품으로는 단판 타입, 트렌치 타입, 적층 타입, 전해 타입, 마일러 타입 등이 있습니다.
또한, 콘덴서에 사용되는 유전체나 전극의 재료에 따라 하기와 같은 특징이 있습니다.
극성의 유무, 소형 · 대형 · 박형, 사용 온도 범위, 정전용량의 크기, 정격전압의 범위, 고주파 특성, 정전용량의 안정성, 압전 효과로 인한 링잉의 유무 등.
콘덴서 선정 시에는 각종 콘덴서의 특징을 충분히 이해한 후에 제품을 선정해야 합니다.

【콘덴서의 종류와 특징】

※좌우로 스크롤 가능

		실리콘 캐패시터	적층 세라믹 콘덴서		탄탈 콘덴서		알루미늄 전해 콘덴서
제품 외관
전극 ①		도핑 실리콘	니켈		탄탈 (양극)		알루미늄 (음극)
유전체		산화 실리콘 또는 질화 실리콘	온도 보상용 세라믹	고유전율계 세라믹	오산화 탄탈		산화 알루미늄
전극 ②		도핑 실리콘	니켈		이산화 망간 (음극)	도전성 고분자 (음극)	전해액 (음극)	도전성 고분자 (음극)
극성		無	無		有		有
소형		◎	◎	◎	〇	〇	×	×
박형		◎	〇	〇	△	△	×	×
사용 온도 범위		◎	〇	〇	〇	〇	△	〇
큰 정전용량		△	×	〇	〇	〇	◎	◎
높은 정격전압		〇	◎	◎	〇	〇	◎	△
높은 절연 저항 (낮은 리크 전류)		◎	◎	◎	〇	△	〇	△
고주파 특성		◎	〇	〇	×	△	×	△
용량의 안정성	DC 바이어스	◎	◎	×	◎	◎	◎	◎
	온도	◎	◎	×	〇	〇	×	〇
고신뢰성		◎	〇	〇	×	△	×	△
링잉		無	有		無		無
장점		・박형 · 소형 ・고주파 특성이 좋다 ・사용 가능 온도가 높다 ・용량의 안정성이 높다 ・고신뢰성 ・높은 ESD 내성 (TVS 보호 소자 내장 가능) ・압전 효과가 없어, 링잉이 없다	・소형 ・고주파 특성이 좋다 ・용량의 안정성이 높다	・소형 ・고주파 특성이 좋다	・소형 · 대용량 ・용량의 안정성이 높다	・소형 · 대용량 ・용량의 안정성이 높다 ・이산화 망간 제품 보다 ESR이 낮고, 허용 리플 전류가 높다	・대용량 ・풍부한 라인업	・대용량 ・용량의 안정성이 높다 ・전해액 제품보다 ESR이 낮고, 허용 리플 전류가 높다
단점		・정전용량이 작다 ・라인업이 적다	・정전용량이 작다 ・압전 효과로 인해 링잉이 발생한다 ・기판 분할 및 온도 변화 시에 크랙이 발생하기 쉽다	・용량의 안정성이 낮다 ・압전 효과로 인해 링잉이 발생한다 ・기판 분할 및 온도 변화 시에 크랙이 발생하기 쉽다	・쇼트 모드에서 고장 ・유극성	・쇼트 모드에서 고장 ・유극성	・제품 사이즈가 크다 ・누액으로 인해 수명이 짧다 ・유극성	・제품 사이즈가 크다 ・유극성

◎ : 매우 우수　　〇 : 우수　　△ : 보통　　× : 열세

정전용량에 대하여

정전용량은 콘덴서의 대표적인 전기적 특성입니다.
일반적으로 하기와 같은 식으로 나타낼 수 있습니다.
정전용량=ε_r×ε₀×S/d
(ε_r : 유전체의 비유전율, ε₀ : 진공의 유전율=8.9×10^-12[F/m], S : 전극의 표면적, d : 유전체의 두께)

이 식과 같이, 정전용량은 전극의 표면적 및 유전체의 비유전율에 비례하고, 유전체의 두께에 반비례합니다.
비유전율은 사용하는 유전체 재료의 고유 값입니다.
정전용량의 단위는 F (패럿)이며, 실제로는 pF (피코 패럿), nF (나노 패럿), μF (마이크로 패럿), mF (밀리 패럿) 등이 사용됩니다.
(10^-12[F]=1pF, 10^-9[F]=1nF, 10^-6[F]=1[μF], 10^-3[F]=1[mF])

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