Высоконадежные подстроечные конденсаторы Temex-Ceramics

Одним из ведущих мировых производителей ВЧ и СВЧ пассивной элементной базы является Temex-Ceramics. Деятельность компании начала свой отсчет с 1971 года (Бордо, Франция) и была направлена на получение ряда материалов (титанатов, элементоксидных соединений) и керамики заданного состава для создания электронных компонентов с улучшенными характеристиками. Начиная с 1988 года компания освоила выпуск ферритов со структурой граната и шпинели. Активному росту Temex-Ceramics способствовали как изучение потребностей заказчиков и специалистов, работающих с радиотехникой специального назначения, так и развитие направлений R&D (в области исследований и разработки). Кроме того, Temex-Ceramics делает особый акцент на систему качества — вся продукция сертифицирована по стандартам ISO 9000, 9001, ISO 14000 и соответствует директиве RoHS. На протяжении многих лет выпуск и реализация готовых изделий осуществляется по всему миру через официальных дистрибьюторов в Италии, Испании, странах Восточной Европы, России, Индии, Южной Корее.

В июне 2012 года Temex-Ceramics вошла в состав Exxelia Group — группы компаний, осуществляющих поставку электронных компонентов для различных областей промышленности. В настоящее время усовершенствование технологий и развитие потенциала Temex-Ceramics ведется в одном из перспективных направлений — производстве многослойных керамических (высоковольтных, высокотемпературных, высокочастотных) и подстроечных конденсаторов (рис. 1) с воздушным, керамическим или сапфировым диэлектриком, а также регулирующих элементов для резонаторных фильтров.

Рис. 1. Подстроечные конденсаторы с воздушным и твердым диэлектриком [1]

Среди отмеченных компонентов особый интерес представляет достаточно широкий ряд подстроечных конденсаторов (trimmer capacitors) с различными техническими параметрами, характеризующихся высокой добротностью, как в выводном исполнении, так и предназначенных для поверхностного монтажа (SMD). Особенность триммеров заключается в том, что емкость устанавливается только в ходе настройки изделия при выпуске и остается неизменной при эксплуатации, что приводит к упрощению конструкции и снижению количества циклов регулировки в сравнении с переменными конденсаторами. Такое техническое исполнение позволяет использовать подстроечные конденсаторы в схемах с плавным изменением частоты для компенсации разброса начальной емкости схемы, для установки необходимой величины емкостной связи, для настройки контуров на требуемые фиксированные частоты и компенсации отклонений параметров элементов схемы и в других областях [2].

К основным электрическим параметрам триммеров можно отнести:

• C_min/С_max— границы диапазона регулировки: минимальная, максимальная емкости (Ф);
• U — допустимое напряжение (В). Величина допустимого и рабочего напряжения определяется свойствами и толщиной диэлектрического слоя, а также расстоянием между выводами;
• ТКЕ — температурный коэффициент емкости (ppm/°C), является характеристикой температурной стабильности емкости;
• Q — добротность в заданном диапазоне частот при максимальной емкости.

Temex-Ceramics выпускает серии компонентов как с воздушным, так и с твердым диэлектриком.

Рис. 2. SMD-триммер с керамическим диэлектриком Temex-Ceramics [3]

Подстроечные конденсаторы с керамическим диэлектриком обладают улучшенными удельными характеристиками (табл. 1). Герметизированная серия триммеров с алюминиевым корпусом доступна в SMD-исполнении (рис. 2) и отличается устойчивостью к жестким воздействиям окружающей среды, а также механической и электрической прочностью. Конструктив корпуса конденсатора обеспечивает защиту от проникновения флюса во внутреннюю часть изделия при пайке.

Согласно технической документации [3] рабочий диапазон частот таких компонентов не превышает 2 ГГц, а сопротивление изоляции составляет не менее 10 000 МОм.

Рис. 3. Миниатюрные триммеры с керамическим диэлектриком Temex-Ceramics [4]

Миниатюрные триммеры Temex-Ceramics (рис. 3) отличаются высокой добротностью (рис. 4), стабильностью электрических характеристик в течение всего срока службы изделия. Применение таких подстроечных конденсаторов представляет интерес в электрических схемах, где размер и техническое исполнение являются ключевыми параметрами.

Рис. 4. Зависимость изменения добротности миниатюрных триммеров серии AT 9401G от частоты при максимальном значении емкости [4]

Компанией представлены следующие серии таких триммеров: AT 9401G, AT 9402G, AT 9410G.

Основные характеристики миниатюрных компонентов:

• диапазон емкостей: изменяется для разных компонентов от 0,25–0,7 до 10–50 пФ;
• добротность (Q) при 100 МГц и C_max варьируется от 200 до 3000 в зависимости от выбранной серии.

Для всех конденсаторов идентичными являются следующие показатели:

• диапазон рабочих температур: –55…+125 °C;
• номинальное напряжение: 250 В;
• допустимое напряжение: 500 В.

Для увеличения срока службы и снижения уровня шумов при настройке СВЧ-устройств наиболее подходят подстроечники с сапфировым диэлектриком. При небольших габаритных размерах данные триммеры обладают высокими значениями емкости и пробивного напряжения, а также малым коэффициентом ТКЕ. Характеристики компонентов приведены в таблице 2.

Наряду с рассмотренными компонентами Temex-Сeramics также выпускает высоковольтные серии подстроечных конденсаторов с твердым диэлектриком, в том числе:

• Серии AT52H, AT55H (рис. 5а) с тефлоновым диэлектриком. Диапазон емкости в данных компонентах соответствует значениям 1,5–15 и 1,5–19 пФ. Номинальное и допустимое напряжения (VDC) составляют 1250 и 2500 В для триммеров AT52H и 1000 и 2000 В — для изделий AT55H [5].
• Серии AT572, TG09 (рис. 5б) с сапфировым диэлектриком со следующими характеристиками [6]. Диапазон емкостей: изменяется от 0,8–1 до 1–13 пФ для компонентов AT572 и от 0,5–0,8 до 0,5–10 пФ — для изделий TG09. Номинальное напряжение варьируется от 500 до 5000 В в зависимости от серии. Допустимое напряжение находится в диапазоне 1000–10 000 В.

Рис. 5. Высоковольтные триммеры:
а) с тефлоновым диэлектриком [5];
б) с сапфировым диэлектриком [6]

Наряду с сапфиром и керамикой перспективным является использование в качестве диэлектрика воздуха, который обладает такими преимуществами, как малая проводимость, отсутствие зависимости диэлектрической проницаемости (ε) от частоты, малая зависимость ε от температуры, давления и влажности. В отличие от сапфира и керамики применение воздуха в качестве диэлектрика позволяет создать наиболее простые конструкции с улучшенными электрическими характеристиками: малым тангенсом угла потерь, невысокими значениями коэффициента ТКЕ, стабильной емкостью — все это позволяет их использовать в кварцевых генераторах и фильтрах, мобильных радиоустройствах, авиационных средствах связи, радиолокаторах, в кабельном телевидении и т. д.

В этой связи компанией Temex-Ceramics были специально разработаны миниатюрные, стандартные и высоковольтные серии триммеров с воздушным диэлектриком (табл. 3).

При анализе приведенных данных становится очевидно, что успехи Temex-Ceramics в усовершенствовании технологии по производству компонентов, применяемых в СВЧ-технике, привели к появлению на рынке электронных компонентов высоконадежных триммеров c керамическим диэлектриком AT 9401G, AT 9402G, AT 9410G, а также воздушных подстроечников AT 5800, AT 5850, AT 5700, AT 5750, характеризующихся исключительно малыми размерами. Использование миниатюрных конденсаторов полупеременной емкости является перспективным при решении столь важных задач, как снижение массы и габаритов современной радиоэлектронной аппаратуры. Кроме того, абсолютно для всех серий выпускаемых Temex-Ceramics триммеров обеспечиваются стабильность электрических параметров в заданном диапазоне, надежность и долговечность работы изделия, что делает их незаменимыми в радиоприемных и передающих устройствах.