Novas tecnologias para o desenvolvimento de componentes estão constantemente surgindo. Assim, ao lado dos antigos capacitores cerâmicos tipo disco ou mesmo tubulares, com as montagens de componentes em superfície cada vez mais frequentes, os capacitores também evoluíram e novos tipos surgiram. Neste artigo trataremos especificamente dos capacitores cerâmicos multicamadas ou MLCC (Multilayer Ceramic Capacitor).
Apesar do desenvolvimento de circuitos integrados com cada vez maior número de componentes internos, tais como resistores, transistores e diodos, a integração do capacitor ainda está longe de alcançar a perfeição. Não podemos integrar num chip capacitores que vão além de uns poucos picofarads.
Isso faz com que os capacitores como componentes discretos ainda sejam necessários em qualquer montagem eletrônica. Capacitores eletrolíticos de tântalo hoje são comuns com capacitâncias cada vez maiores e tamanhos mais reduzidos.
Um tipo que se tornou muito popular atualmente nas montagens eletrônicas é o capacitor cerâmico multicamada de que trataremos neste artigo.
Características desejadas
Como já abordamos em diversos de nossos artigos, um capacitor não é apenas um capacitor.
Quando analisamos o comportamento real de um capacitor num circuito vemos que além da capacitância, ele apresenta também uma resistência e uma indutância parasita. Assim, podemos dizer que um capacitor consiste num circuito RLC série em que o C é o principal, mas em alguns casos R e L não são desprezíveis.
E, não sendo desprezíveis, podem afetar o funcionamento do componente num circuito como elementos parasitas. Na figura 1 temos o circuito equivalente a um capacitor.
Neste circuito R é a resistência de fuga que fica em paralelo com o capacitor. Resr é a resistência em série associada aos seus terminais. Lesl é a indutância em série que tem sua maior parte devida aos terminais.
O capacitor ideal tem RESR e LESL nula e R de fuga infinita.
As tecnologias modernas permitem obter capacitores com excelentes características, como no caso dos MLCCs.
Analisemos estes capacitores.
O que são os MLCC
Os capacitores cerâmicos multicamadas são fabricados com diversas camadas de cerâmica como dielétrico tendo como armaduras metal depositado nestas camadas, conforme mostra a figura 2.
Os capacitores deste tipo não podem ser fabricados em capacitâncias muito grandes. No entanto, eles apresentam muitas vantagens no seu uso como:
- Possuem maior estabilidade de funcionamento em função da temperatura
- Possuem menor indutância parasita o que possibilita seu uso em circuitos de frequências elevadas.
Por outro lado, como desvantagem:
- Possuem menor densidade de capacitância (capacitância por volume)
- São instáveis nos circuitos DC
Como qualquer componente, os capacitores possuem diversas especificações, sendo as mais importantes as relativas à tensão de trabalho e a capacitância.
No entanto, para os tipos SMD é importante o tamanho do invólucro. Assim, para efeito de exemplo, tomamos os códigos usados pelos capacitores da Samsung dados na figura 3.
No nosso curso de leitura de códigos de componentes ensinamos como ler as marcações desses componentes, mas na tabela mostrada na figura 4 temos um exemplo.
Para os tipos comuns as tensões de trabalho podem variar entre 6,3 e 3000 V.
Uma característica importante que deve ser levada em conta quando usamos um capacitor MLCC num circuito de alta frequência é que ele não se comporta exatamente como podemos esperar de um capacitor ideal.
A indutância e as resistências parasitas fazem com que ele tenha uma reatância que varia com a frequência, conforme mostra o gráfico da figura 5.
A utilização deste tipo de capacitor segue as mesmas regras que devemos observar com outros capacitores cerâmicos. Uma boa prática é que, usando determinado tipo, consultemos seu datasheet para certificarmo-nos se o capacitor usado funcionará corretamente na aplicação.
