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Les condensateurs en céramique sont des composants électriques qui stockent la charge électrique à l'aide d'un diélectrique en céramique.

Leur particularité réside dans leur capacité élevée dans un espace réduit et dans le grand choix de types ayant des propriétés électriques différentes.
La principale caractéristique distinctive est le diélectrique - une couche de matériau céramique qui se trouve entre les plaques conductrices et les électrodes.

Vous trouverez ci-dessous une vue d'ensemble du fonctionnement des condensateurs céramiques, de leur structure et de leurs applications typiques, ainsi qu'un aperçu de leurs avantages, limites et inconvénients :

Fonctionnement des condensateurs céramiques :

L'idée de base de tout condensateur est de stocker l'énergie électrique dans un champ électrique entre ses électrodes.
La capacité C dépend de la surface des électrodes, de la distance qui les sépare et de la permittivité ε du diélectrique.
Les céramiques ont une constante diélectrique élevée, ce qui signifie que des valeurs de capacité élevées sont possibles dans un espace réduit.
Lorsqu'une tension est appliquée, des charges égales mais opposées s'accumulent sur les électrodes.
Si la tension est supprimée, la charge reste stockée pendant un certain temps et peut être libérée à nouveau.

Structure des condensateurs en céramique :

Deux ou plusieurs plaques conductrices (électrodes) sont séparées par des couches de céramique.
Ces piles sont généralement pressées ensemble, cuites et pourvues de connexions, soit des fils, soit des extrémités CMS.
La céramique sert d'isolant et détermine les propriétés électriques du condensateur.

Il existe deux principaux types de condensateurs en céramique :

Les condensateurs à disque - plus anciens, avec des fils de connexion.
Les condensateurs céramiques multicouches (MLCC) - minuscules composants rectangulaires avec de nombreuses couches empilées.

Une distinction est faite en fonction du type de céramique :

1. Classe 1, par exemple NP0/C0G : capacité très stable, faibles pertes, presque indépendante de la température.
2. Classe 2, par exemple X7R, Y5V : capacité plus élevée par volume, mais dépendance plus importante vis-à-vis de la température et de la tension.
3. La classe 3 est moins normalisée que les classes 1 et 2 : valeurs de capacité par volume très élevées (nettement supérieures à celles de la classe 2), mais très dépendantes de la température, de la tension et du vieillissement.

Applications typiques des condensateurs céramiques :

1. Découplage/bypass :
Élimination du bruit à haute fréquence des alimentations (MLCC soudés directement aux broches des circuits intégrés)

2. Filtrage :
Dans les filtres LC ou RC pour les signaux, les alimentations

3. Circuits résonnants :
Dans la technologie radio, oscillateurs (types de classe 1 pour la stabilité de la fréquence)

4. Couplage/blocage :
Blocage de la tension continue pour les signaux de courant alternatif

5. Circuits snubber :
Interception des pics de tension dans les interrupteurs et les relais

6. Applications haute tension :
Condensateurs céramiques à disque pour des tensions allant jusqu'à plusieurs kV (par exemple, dans les amplificateurs à tubes)

Avantages des condensateurs céramiques :

• Petite taille
• Valeurs de capacité élevées par volume (en particulier avec les MLCC)
• Large plage de tension (de plusieurs volts à plusieurs kV)
• Effet d'autorégénération (limité, avec de petites pannes)
• Faibles pertes (types de classe 1)
• Très peu coûteux et pouvant être produits en masse

Limites et inconvénients des condensateurs céramiques :

• Forte variation de la capacité en fonction de la température et de la tension (en particulier pour les condensateurs de classe 2/3).
• Pas de structure polarisée → pas pour les hautes tensions redressées avec protection de la polarité (comme les condensateurs électrolytiques).
• Effet piézoélectrique (microphonie, bourdonnement) avec certains types.
• Possibilité de chute de tension en cas de charge mécanique.

Les condensateurs en céramique sont des composants polyvalents, compacts et économiques pour le stockage de l'énergie et le filtrage des signaux, utilisés dans presque tous les appareils électroniques. Leurs propriétés varient en fonction de la classe de céramique, ce qui les rend adaptés aux applications de haute précision et de grande capacité. Les MLCC comptent parmi les composants les plus produits dans le monde aujourd'hui.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des points les plus importants à prendre en compte lors de l'achat de condensateurs céramiques :

Lors de l'achat de condensateurs céramiques, vous devez avant tout vous assurer que vous spécifiez exactement les données électriques clés requises (capacité, rigidité diélectrique, tolérance, plage de température) et que vous sélectionnez le type de diélectrique correct (classe 1, 2 ou 3) en fonction de l'application.

• Avant d'acheter des condensateurs céramiques, le service des achats doit définir précisément les spécifications électriques :
• Valeur de capacité : sélectionner avec soin la valeur nominale requise (plage de pF à µF).
• Tolérance : Essentielle pour les circuits précis (par exemple ±1% pour les filtres).
• Rigidité diélectrique : Toujours dimensionner avec une marge de sécurité supérieure à la tension de fonctionnement réelle.
• Coefficient de température : classe 1 (stable) ou classe 2/3 (variable) selon les besoins.
• Facteur de dissipation / ESR : pertinent pour les applications à haute fréquence ou de puissance.
• Comportement au vieillissement : À prendre en compte en particulier pour les classes 2 et 3 (chute de capacité au fil du temps).
• La classe diélectrique doit également être sélectionnée en fonction des exigences :
• Pour les filtres de haute précision ou les circuits de synchronisation → classe 1 (C0G/NP0).
• Pour le découplage général → classe 2 (X7R, X5R).
• Pour la densité de capacité la plus élevée avec une stabilité non critique → classe 3.
• Les acheteurs doivent toujours vérifier les courbes de la fiche technique en ce qui concerne la dérive de la capacité en fonction des changements de température et de tension.
• La conception et la taille dépendent des exigences techniques et de la méthode de montage prévue :
• SMT - Surface Mount Technology (technologie de montage en surface) ou THT - Through-Hole Technology (technologie des trous traversants).
• La technologie SMD (MLCC) domine l'électronique moderne. Les tailles, par exemple 0402, 0603, 1206, influencent le processus d'assemblage et les coûts.
• Les types câblés (disques) conviennent aux applications spéciales et au montage à travers un trou (THT).
• Il faut également tenir compte de la capacité de charge mécanique et de la soudabilité.
• La tension nominale doit être nettement supérieure à la tension de fonctionnement (y compris les surtensions transitoires).
• Il convient de noter que la dépendance de la capacité par rapport à la tension est critique, en particulier pour la classe 2/3.
• Les courants d'ondulation et l'auto-échauffement, en particulier dans l'électronique de puissance, ne doivent pas être oubliés.
• L'environnement de fonctionnement est également important pour l'achat (par exemple, automobile -40 °C à +125 °C ou applications industrielles).
• Le X7R, par exemple, est spécifié jusqu'à 125 °C, les types automobiles spéciaux souvent jusqu'à 150 °C.
• L'achat professionnel tient également compte de la fiabilité des condensateurs :
• Types très fiables pour l'automobile, l'aviation et la technologie médicale (conformes à la norme AEC-Q200, spécifications MIL).
• Les spécifications du fabricant concernant la durée de vie, les taux de défaillance (MTTF, FIT), la résistance à l'humidité et les résultats des tests de vibration doivent être respectés.
• Le prix unitaire des condensateurs céramiques dépend fortement de la taille, de la classe et de la rigidité diélectrique.
• Les pénuries récurrentes de MLCC peuvent faire grimper les prix. C'est pourquoi il est souvent judicieux de procéder à des achats stratégiques.
• Les délais de livraison doivent être pris en compte, en particulier pour les valeurs spéciales ou la qualité automobile.
• Les acheteurs doivent tenir compte d'autres facteurs supplémentaires :
• Les effets piézoélectriques : Les condensateurs de classe 2/3 peuvent être "microphoniques" (bruit sous l'effet des vibrations → décision de conception).
• Résistance aux décharges électrostatiques (ESD) : Critique dans les circuits sensibles.
• Stratégie d'implantation et de découplage : Plusieurs petits MLCC en parallèle sont souvent préférables à quelques grands.
• Unité d'emballage : Rouleau, ruban, vrac - important pour les chaînes de montage.

Lors de l'achat de condensateurs céramiques par des professionnels, il est important de définir précisément les exigences électriques, de sélectionner la classe et la qualité adaptées à l'application et de vérifier soigneusement les fournisseurs. C'est la seule façon de garantir les performances, la fiabilité et l'optimisation des coûts souhaités.

Les condensateurs céramiques peuvent être achetés auprès de différents fournisseurs. Vous trouverez sur Exportpages des informations complètes sur les fabricants et les fournisseurs de condensateurs en céramique du monde entier.