Вариконды и их применение (стр. 4 из 6)

Таблица 1.2

Номинальная емкость у всех видов варикондов, кроме блоков, измеряется при напряжении 2 в и частоте 1 000 гц; а у варикондов-блоков — при напряжении 5 в и частоте 50 гц. Допустимое отклонение емкости от номинала составляет от —20 до +50%. При дополнительной отбраковке допуски могут быть снижены.

Для предохранения поверхности варикондов от загрязнения последние покрываются защитным лаком или компаундом красного цвета. Отдельные типы варикондов, как, например, вариконд ВК2-М, ВК4-М, покрываются эпоксидной смолой белого цвета.

При увеличении напряжения емкость варикондов возрастает. ак для материала ВК-2 при напряжении Uмакc=60÷100 в и ВК-4 при напряжении 80—120 в она достигает максимального значения, которое в 8— 10 раз превышает номинальное значение.

Кроме таких варикондов разрабатываются и другие виды на более высокое рабочее напряжение, более резкую зависимость емкости от напряжения, а также с повышенной температурной стабильностью характеристик.

2. Изготовление керамических конденсаторов

2.1 Изготовление конденсаторных элементов

Технология изготовления может иметь определенные отличия при получении дисковых или пластинчатых плоских, трубчатых, многослойных керамических конденсаторов, крупных конденсаторов высокого напряжения и т.п.. В табл.2.1 приведены составы шихты, предназначенной для изготовления керамических конденсаторов с высокой εs. Если использовать эти материалы, то, очевидно, исключается операция составления шихты.

Таблица 2.1. Составы шихты для керамических конденсаторов с высокой диэлектрической проницаемостью

Трубчатые малогабаритные керамические конденсаторы обычно имеют толщину стенки 0,2—0,5 мм, поэтому формование сухим способом затруднительно, и обычно их изготовляют протяжкой мокрым способом. При изготовлении изоляторных трубок из обычной керамики исходные компоненты содержат определенное количество глинистых материалов и поэтому для придания пластичности достаточно лишь добавить соответствующее количество воды. Кроме того, толщина стенок у изоляторных трубок больше, что также облегчает протяжку. В случае же керамических диэлектриков исходные компоненты сами по себе абсолютно не пластичны, поэтому в них вводят 7—10 масс. % связки. В качестве связки используют клейстер из пшеничной муки, сахар и другие материалы, их необходимо тщательно смешать с исходными компонентами, так как плохое смешивание становится причиной образования пор типа булавочных уколов. Кроме того, в связи с попаданием в смесь пузырьков воздуха для их удаления желательно использовать вакуумную массомялку, позволяющую при том же количестве связки получать более высокую пластичность. Из трубчатого мундштука масса выдавливается так же, как при изготовлении макарон. В мундштуке создается довольно значительное трение, поэтому со временем стенки трубки возрастает. Это оказывает влияние на емкость конденсатора. Полученные протяжкой трубки содержат определенное количество связки и воды, поэтому необходима медленная сушка. Интенсивная сушка приводит к искривлению трубок, образованию трещин. По прошествии определенного времени разрезают в соответствии с заданными размерами. Затем тщательно высушивают, помещают в капсели и обжигают. При изготовлении трубок таким способом необходимо уделять бое внимание процессам сушки и удаления связки, поскольку количество связки в данном случае значительно больше, чем при изготовлении дисков и пластин сухим способом.

Кроме того, иногда удобно пластины толщиной 0,2 мм и меньше (в обожженном виде) формовать рассмотренным выше способом тяжки, а для придания желаемой формы (пластины или диска) использовать метод штамповки.

2.2 Электроды для конденсаторов

В качестве электродов для керамических конденсаторов, начиная с того времени, когда подобные конденсаторы получили практические применение большей частью используют серебро, наносимое методом вжигания. В Европу эта техника возможно попала из Японии, где она издревле применяется для декодирования бытовой керамики. Этот традиционно применяемый способ вжигания серебра, под каким бы углом зрения его ни рассматривать, несомненно, остается одним из лучших, которому и сегодня, кажется, не видно замены. В последнее время в отдельных случаях пытаются использовать безэлектролизное гальваническое покрытие и другие способы, однако это, скорее, имеет целые понизить стоимость. Что же касается характеристик, то метод вжигания серебра не имеет себе равных. Кроме того, многие также считают хорошим метод напыления, однако ни по адгезии, ни по электрическим характеристикам электродов с методом вжигания серебра сопоставит, его нельзя. В последнее время также получили практическое применение многослойные конденсаторы, у которых электроды из драгоценных материалов, например из платины создаются между слоями керамики во время спекания. Для проведения вжигания серебра черный порошок окиси серебра (Ag2O) смешивают с 5—10 масс. % стеклянного порошка, называемого фриттой и содержащего боросиликат свинца, замешивают в связке, основными компонентами которой могут быть растворитель, смола, масло, и наносят на поверхность; при этом консистенция полученной пасты должна позволять мазать ее, как тушь. В массовом производстве для нанесения электродов на керамику используют технику печати. Если после нанесения пасты керамику нагреть до 500—800°С, то органические материалы разложатся и улетучатся, окись серебра восстановится и образует зерна серебра, фритта расплавится, создав плотное соединение зерен серебра с поверхностью керамики. Возможности конденсаторов в очень большой степени зависят от техники нанесения электродов. Иногда характеристики диэлектриков определяются характеристиками электродов.

Таблица 2.2. Составы фритт, %

В табл.2.2 приведены несколько составов фритт. Для изготовления фритты такие смеси загружают в керамические тигли, нагревают, полностью расплавляют, затем расплав охлаждают, выливая его из тигля вводу, полученный продукт измельчают в ступке. Помимо окиси серебра, иногда примешивают немного металлического или коллоидного серебра. Кроме того, нужно тщательно следить, чтобы в серебре не было хлористого серебра (AgCl) и натрия, так как эти материалы оказывают отрицательное влияние на влагостойкость конденсаторов.

При малом количестве образцов для экспериментов серебряную пасту можно наносить кисточкой, а при массовом производстве используют метод печати через трафарет и метод пульверизации. Если при вжигании серебра в период разложения органических материалов резко повышать температуру, то это окажет отрицательное влияние, в частности, на tg6 конденсаторов, что объясняется эффектом восстановления в процессе вжигания. На рис.2.1 показан пример режима подъема температуры при вжигании серебра.

В последнее время серебряная паста, а также проводящая паста из драгоценных металлов (Au, Pt, Pd), применяемых для многослойных конденсаторов, появились в продаже.

При слишком малой толщине электродов емкость конденсатора падает. Данное явление, очевидно, вызвано неровностями поверхности керамического диэлектрика, а также неодинаковым ее состоянием. В случае керамических конденсаторов на основе TiO2 это явление наблюдалось при толщине серебра менее 0,03 мкм и толщине алюминия менее 0,1 мкм. Эта разница, определяемая металлом, также, очевидно, может колебаться в зависимости от трудности напыления и умения пользоваться техникой, но, несомненно, следующее: если толщина электродов меньше некоторого предела, определяемого состоянием поверхности керамики и условиями напыления, то емкость снизится.

3. Основные применения

3.1 Возможные применения импульсных схем, управляемых с помощью варикондов

Применение варикондов для управления параметрами хронирующих цепей в импульсных схемах позволяет более полно использовать потенциальные возможности схем по расширению диапазона управления и увеличению чувствительности к управляющему напряжению. В результате применения варикондов характеристики схем приобретают реверсивные свойства и допускается телеметрическое и безваттное управление параметрами импульсов по различным законам во времени.

Особенно эффективны схемы с двойным управлением (и тройной регулировкой). В связи с этими преимуществами становятся возможными и некоторые новые применения импульсных схем.

Электронные схемы задержки импульсов типа спусковых схем и фантастропных генераторов могут быть использованы, например, в качестве:

1)преобразователей постоянного или медленно изменяющегося напряжения в импульсное, длительность импульсов которого соответствует заданным уровням напряжения. При этом чувствительность преобразования может достигать величины SU = 80÷2700 мксек/в;

2) приборов для непосредственного измерения, сравнения или отбраковки нелинейных емкостей по реверсивным характеристикам методом эквивалентной задержки;

3)приборов для осциллографического наблюдения, исследования, измерения нестабильности пли пределов изменения постоянного пли медленно изменяющегося напряжения методом эквивалентной задержки и модуляции длительности импульсов, т.е. в качестве высокочувствительных малогабаритных датчиков систем допускового контроля;