Mengganti kapasitor tantalum dengan kapasitor keramik untuk Op Amps

Saya mencoba membangun penguat non-pembalik dengan op amp tertentu; THS3491

Lembar data terhubung di bawah ini.

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

Pada halaman 25, ada diagram konfigurasi non-pembalik.

Dan di halaman 35, ada pedoman untuk decoupling kapasitor

Dikatakan "Gunakan kapasitor decoupling tantalum yang lebih besar (dengan nilai 6.8uF atau lebih) yang efektif pada fungsi frekuensi rendah ..."

Saya memiliki pengalaman buruk dengan kapasitor tantalum, jadi saya ingin menghindari penggunaan ini.

Apakah saya tetap mengganti kapasitor tantalum dengan kapasitor keramik?

Mencari di StackExchange, saya menemukan beberapa halaman dengan masalah yang sama;

Tantalum kapasitor vs. kapasitor keramik

MLCC vs Tantalum: Untuk Decoupling, input ke regulator dan pengurangan riak

Jawabannya adalah bahwa boleh saja menggunakan keramik, tetapi tidak begitu yakin karena saya berurusan dengan Op Amps. Saya mencari lebih banyak;

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

Dalam situs web di atas, mereka merekomendasikan untuk menggunakan keramik lebih dari tantalum, karena kapasitor keramik memiliki lebih banyak keunggulan dibandingkan tantalum.

Tapi, apakah saya bisa mengganti tantalum dengan kapasitor keramik?

operational-amplifier capacitor

— pengguna65452
sumber

Untuk kapasitor decoupling, ya selama Anda dapat menemukan ukuran yang sama (yang Anda mungkin tidak yang mungkin menjadi alasan untuk tantalum di tempat pertama). Untuk kapasitor di jalur sinyal, Anda harus lebih berhati-hati karena sebagian besar dielektrik keramik menderita efek piezo (getaran dan semacamnya akan menghasilkan tegangan yang muncul sebagai noise), efek bias DC (berkurangnya kapasitansi karena bias DC pada bias kapasitor meningkat), dan efek suhu. Keramik C0G / NP0 biasanya digunakan dalam kasus ini karena merupakan salah satu dari sedikit keramik yang tidak mengalami efek ini.

— DKNguyen

C \geq 1 μ F

$C \ge 1\mu\mathrm{F}$

OOI dan mungkin PL, pengalaman buruk apa yang Anda miliki dengan topi tantalum?

— james

Tantalum masih memiliki tempat mereka, bahkan dengan munculnya elektrolit polimer dan MLCC C / V yang tinggi. Sebagian besar biaya ketika Anda berada di beberapa ratus uF dan keramik 'antara' dan elektrolit (kaleng kecil, kinerja tinggi). Kami menurunkan tantalum sebesar 50% pada voltase dan tidak mengalami kegagalan piroteknik setelah melakukan itu.

— Cursorkeys

Jawaban:

Di sebagian besar sirkuit, ya. Dan di sirkuit Anda ini akan baik-baik saja.

Kapasitansi hanyalah kapasitansi dan nilai kapasitansi keramik MLCC telah meningkat sedikit dalam beberapa dekade terakhir, yang mengarah pada penerapan yang jauh lebih luas (dan kekurangan produksi yang sedang berlangsung).

Tetapi Anda harus menyadari beberapa peringatan yang sebagian besar eksklusif untuk keramik:

Dalam beberapa rangkaian, ESR kapasitif merupakan bagian yang diperlukan dari rangkaian, nilai minimum diharapkan dan keramik cenderung memiliki ESR yang sangat rendah. Dalam beberapa kasus ini dapat menyebabkan ketidakstabilan dan osilasi. Yang menjadi perhatian khusus adalah input switching konverter DC-DC dan kabel pasokan DC panjang yang dapat dihubungkan langsung.
MLCC cenderung memiliki ketergantungan tegangan yang sangat kuat. Ini dapat kehilangan 60% atau lebih dari nilai kapasitansi mereka di bawah bias DC. Selain kerugian kapasitif, ini adalah perilaku non-linear yang dapat menjadi perhatian di beberapa rangkaian.
Keramik MLCC adalah piezoelektrik. Setiap getaran atau gradien suhu dapat menyebabkan kebisingan disuntikkan ke dalam rangkaian. Dan, dalam beberapa aplikasi switching, Anda akan benar-benar mendengar dengung kapasitor yang dapat menyebabkan kegagalan mekanis.

— Edgar Brown
sumber

Salah satu aspek terpenting dari sifat piezoelektrik adalah kebisingan yang dapat didengar yang dapat sangat mengganggu jika frekuensi kerja topi besar berada dalam kisaran yang dapat didengar.

— Dmitry Grigoryev

Terima kasih, saya akan memeriksa ESR dan melihat apakah itu dalam kisaran yang wajar.

— user65452

Ya, tidak masalah dari sudut pandang op-amp. Hati-hati dengan koefisien tegangan kapasitor, Anda mungkin memerlukan kapasitansi nominal 10uF atau 20uF untuk mendapatkan 6,8uF pada tegangan bias 15V (mereka memiliki koefisien tegangan besar). (sebagai tambahan, itu sedikit binatang dari CFA rentang GHz sehingga kapasitor keramik yang lebih kecil (100nF + 100pF) sangat penting dalam aplikasi khusus ini, lihat komentar Peter Smith tentang menggunakan tutup geometri terbalik untuk kapasitansi lebih rendah - mereka memiliki terminal sepanjang sisi panjang chip sehingga seri impedans parasit kurang).

Sebagai contoh, berikut adalah kapasitor 25V 10uF 1210 yang biasanya turun sekitar -35% pada bias 15V. Kapasitor yang lebih kecil kemungkinan akan lebih buruk.

Dari sudut pandang sistem, memiliki sejumlah kapasitor ESR yang sangat rendah melewati pasokan dapat menyebabkan masalah stabilitas dengan peraturan catu daya Anda. Jika ini merupakan pasokan lab atau regulator linier 7815/7915, maka itu tidak akan menjadi masalah (setidaknya dengan 7815), tetapi dengan regulator linier LDO atau regulator negatif, hal itu dapat menyebabkan masalah.

— Spehro Pefhany
sumber

Telusuri di sini, perhatikan kapasitansi terukur, voltase terukur

— DKNguyen

OP mungkin ingin menggunakan perangkat geometri terbalik untuk decoupler frekuensi tinggi untuk membantu meminimalkan induktansi. (0306 atau 0508 mungkin)

— Peter Smith