Полярность

Современные конденсаторы, разрушившиеся без взрыва благодаря специальной разрывающейся конструкции верхней крышки. Разрушение возможно из-за нарушения режима эксплуатации (температуры, напряжения, полярности) или старения. Конденсаторы с разорванной крышкой практически неработоспособны и требуют замены, а если она просто вздувшаяся, но ещё не разорвана, то, скорее всего, скоро он выйдет из строя или сильно изменятся параметры, что сделает его использование невозможным.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

Планарные конденсаторы.

Для малоразмерных электронных устройств удобнее планарная (открытая) модификация конденсаторов, у которых электроды расположены в одной плоскости, а диэлектриком служит воздух (ε = 1) и диэлектрик основания. В такой конфигурации доминирующей является краевая емкость. Исчезает необходимость в увеличении площади электродов, что важно для малоразмерных устройств. Емкость увеличивается за счет протяженности края. Этого можно достичь укладкой пары электродов в виде меандра или формированием встречно – гребенчатой топологии. Открытый конденсатор, в диэлектрическую среду которого есть доступ объектам или материалам с ε > 1, используется в качестве датчика приближения, уровня, концентрации, счетчика диэлектрических дискретных объектов, в том числе и наноразмерных.

Рис. Встречно – гребенчатая топология планарного конденсатора .

Энергия W, запасаемая конденсатором, зависит от его емкости C и поданного напряжения U:

W = 0,5 C U² .

Максимальное значение электростатической силы:

F_х = dW / dx = 0,5 U² dC / dx.

Интегральные конденсаторы.

Пленочные многослойные и планарные конденсаторы формируют на диэлектрической подложке гибридных интегральных микросхем с помощью тонкопленочной, толстопленочной и полупроводниковой технологий.

Рис. Конструкции пленочных конденсаторов.

Для получения большей емкости или для уменьшения площади, занимаемой конденсатором на подложке, можно делать многослойные пленочные конденсаторы, секции которых располагают «этажами» – одна над другой. Однако создание «многоэтажных» конденсаторов затрудняет процесс их изготовления, так как надо вводить дополнительные операции нанесения различных слоев, повышает стоимость, уменьшает надежность, увеличивает процент брака из-за увеличения краевого эффекта, уменьшения плотности и электрической прочности верхних диэлектрических слоев. В качестве диэлектрика пленочных конденсаторов могут быть использованы различные материалы, но наиболее.