オペアンプのタンタルコンデンサをセラミックコンデンサに置き換える


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特定のオペアンプで非反転アンプを構築しようとしています。THS3491

データシートは以下にリンクされています。

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

25ページに、非反転構成図があります。

ここに画像の説明を入力してください

そして35ページには、デカップリングコンデンサのガイドラインがあります

ここに画像の説明を入力してください

それは「より低い周波数で効果的なより大きなタンタルデカップリングコンデンサ(値が6.8uF以上)を使用する...」と述べています。

私はタンタルコンデンサーでこんなに悪い経験をしたので、これらを使用したくありませんでした。

タンタルコンデンサをセラミックコンデンサに置き換えても大丈夫ですか?

StackExchangeを検索したところ、同様の問題のあるページがいくつか見つかりました。

タンタルコンデンサとセラミックコンデンサ

MLCCとタンタル:デカップリング、レギュレータへの入力、リップルの低減

答えは、セラミックを使用しても問題ないということでしたが、オペアンプを扱っているため、よくわかりません。さらに検索しました。

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

上記のウェブサイトでは、セラミックコンデンサはタンタルよりも優れているため、タンタルよりセラミックを使用することを推奨しています。

しかし、タンタルをセラミックコンデンサに置き換えても大丈夫ですか?


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デカップリングコンデンサについては、同様のサイズを見つけることができる限り、そうです(おそらく最初の場所でタンタルが使用されたのはおそらくそのためではありません)。信号経路内のコンデンサの場合、ほとんどのセラミック誘電体はピエゾ効果(振動などにより、ノイズとして現れる電圧を生成します)、DCバイアス効果(コンデンサの両端のDCバイアスが増加すると静電容量が減少する)になるため、より注意する必要があります。と温度の影響。C0G / NP0セラミックは、これらの影響を受けない数少ないセラミックの1つであるため、通常この場合に使用されます。
DKNguyen

おそらく古いデータシートです。20年前、タンタルはの低ESRソリューションでした。今日は陶器を使っています。C1μF
TimWescott

OOIとOTの可能性があります。タンタルキャップについてどのような悪い経験をしましたか。
ジェームズ

タンタルは、高分子電解質と高C / V MLCCが登場しても、まだその地位を保っています。数百uFで、セラミックと(小型缶、高性能)電解の「間」にいる場合は、主にコストがかかります。私たちは電圧でタンタルを50%ディレーティングし、それを行った後に花火によるタントの故障はありませんでした。
カーソルキー

回答:


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ほとんどの回路では、はい。そして、あなたのサーキットではこれで結構です。

静電容量は単なる静電容量であり、セラミックMLCCの静電容量値は過去数十年でかなり増加しており、より広い適用範囲(および継続的な生産不足)につながっています。

ただし、ほとんどがセラミックに限定されるいくつかの警告に注意する必要があります。

  • 一部の回路では、容量性ESRが回路の必要な部分であり、最小値が予想され、セラミックはESRが非常に低くなる傾向があります。場合によっては、これにより不安定性と振動が発生する可能性があります。特に懸念されるのは、ライブで接続できるスイッチングDC-DCコンバーターの入力と長いDC電源ケーブルです。

  • MLCCは電圧依存性が非常に強い傾向があります。これらは、DCバイアス下で容量値の60%以上を失う可能性があります。容量損失に加えて、これは非線形動作であり、一部の回路では問題になる可能性があります。

  • MLCCセラミックは圧電性です。振動や温度勾配があると、回路にノイズが混入する可能性があります。また、一部のスイッチングアプリケーションでは、コンデンサのブザーが実際に聞こえ、機械的な故障につながる可能性があります。


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圧電特性の最も重要な側面の1つは、大きなキャップの動作周波数が可聴範囲内にある場合にかなり邪魔になる可聴ノイズです。
Dmitry Grigoryev

ありがとうございました。ESRを確認し、妥当な範囲かどうかを確認します。
user65452

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はい、オペアンプの観点からは問題ありません。コンデンサの電圧係数に注意してください。15Vのバイアス電圧で6.8uFを得るには、10uFまたは20uFの公称容量が必要になる場合があります(電圧係数が大きいため)。(余談ですが、これはGHz範囲のCFAのちょっとした獣であるため、この特定のアプリケーションでは小さなセラミックコンデンサ(100nF + 100pF)が非常に重要です。より低い静電容量に逆ジオメトリキャップを使用することについてのPeter Smithのコメントを参照してください。チップの長辺に沿った端子なので、寄生直列インピーダンスが小さくなります)。

例えば、ここで一般的にダウン15Vバイアスで-35%程度である25V10μFのコンデンサ1210です。小さいコンデンサはおそらく悪化します。

システムの観点から見ると、電源をバイパスする非常に低いESRコンデンサを多数使用すると、電源レギュレーションで安定性の問題が発生する可能性があります。実験用電源または7815/7915リニアレギュレータの場合は問題にはなりませんが(少なくとも7815では)、LDOリニアレギュレータまたは負のレギュレータでは問題が発生する可能性があります。


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定格容量、定格電圧、およびパッケージングに注意を払い、物事がどのように影響を受けるかを理解するためにここを参照してください(はい、パッケージングは​​DCバイアスによる容量低下に影響します):ds.murata.co.jp/simsurfing/mlcc.html?lcid= en-us
DKNguyen

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OPは、インダクタンスを最小限に抑えるために、高周波デカップラーに逆ジオメトリデバイスを使用する場合があります。(おそらく0306または0508)
Peter Smith
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