기초전자 #1. Capacitor란? 종류와 특징

안녕하세요!

일이에요!

 

오늘은 Capacitor에 대해서 정리를 해보려고 합니다.

 

아무래도 이 글을 찾아오신 분들이라면 전공이 저와 비슷한 분이라고 생각이 되는데요.

Capacitor의 기본적인 내용을 알고 계시겠지만 그래도 한번 짚고 넘어갈게요!

Capacitor(줄여서 Cap이라고도 부름)는 우리말로 축전기라고 부르는데요.

영미권에서는 응축기의 의미로 사용되는 경우가 많다고 하는데요.

(항상 캐패시터라고 읽어서 너무 어색한 용어네요ㅎㅎ;;)

 

쉽고 간단하게 정의를 하자면 전하를 축척하는 소자입니다.

구조를 보면 전극사이에 절연체를 넣어있는 형태인데요.

전극사이에 절연체를 넣어서 생기는 정전 용량을 이용합니다.

 

단위는 마이클 패러데이에서 이름을 따와서 패럿(F, farad)이라는 단위를 사용합니다.

1패럿은 1볼트의 전압이 걸렸을때 1쿨롱의 전하를 잡아 둘 수 있는 능력을 말하는데요.

기억력이 좋으시다면 외워두시면 좋지만 못외우시더라도 실제 회로설계에서는

주로 사용하는 용량의 캐패시터의 값이 어느정도 정해져 있는 편이구요.

많지 않은 제 경험으로는 보통 시정수나 필터 등을 설계할때 캐패시터의 값이 필요할때

중요한 요소라고 생각하시면 되요.

 

캐패시터의 종류는 매우 다양한데요.

일반적으로 많이 사용되는 종류만 간단하게 언급하자면

전해 캐패시터, 필름 캐패시터, 세라믹 캐패시터, 가변 캐패시터, 슈퍼 캐패시터 등이 있습니다.

 

전해 캐패시터

음극 전해질에 금속 양극이 들어 있는 구조로, 금속 표면에 산화막이 형성되어

이것이 절연 및 유전체 역할을 하게 됩니다.

위와 같이 생긴게 일반적인 전해 캐패시터의 모양인데요.

사진은 DIP( 납땜을 할수 있는 리드가 달린 형태) Type이지만 SMD Type도 있습니다.

(SMD Type이라면 PCB Artwork을 제작하는데 도움이 되겠죠?)

대부분 극성이 있고, 선형성이 높지만 ECR(직렬 저항)도 높은 편입니다.

(무극성도 있지만 무극성 전해 캐패시터는 이점이 많지 않습니다.)

 

전해 캐패시터의 종류로는 알루미늄 전해 캐패시터, 폴리머 전해 캐패시터,

고체 탄탈 전해 캐패시터 등이 있습니다.

 

필름 캐패시터

양 극에 교대로 연결된 얇은 금속과 절연체를 여러번 겹쳐서 만든 구조입니다.

위와 같은 모양이 일반적인 모양입니다.(색이 다양한 편이에요)

전기적인 특성이 전해 캐패시터에 비해서 좋은 편인데요.

선형성, ESR, 온도계수, 용량 정밀도가 높은 편이에요.

고주파 회로에서 세라믹과 같이 가끔 보이고, 정밀도가 필요한 회로에서 사용됩니다.

 

필름 캐패시터 종류로는 폴리에스테르 필름 커패시터, 폴리프로필렌 필름 커패시터,

메탈라이즈드 폴리프로필렌 커패시터, 폴리스티렌 커패시터 등이 있다고 하네요..

(저는 못외웁니다..ㅠㅜㅠㅜㅠㅜㅋㅋ)

 

세라믹 캐패시터

필름 커패시터와 구조가 비슷하지만 세라믹을 절연체로 하는점이 다른 점인데요.

특정 구간에서 높은 유전율을 보이는 세라믹 캐패시터는 장점과 단점이 두드러지는데요.

부피/무게 대비 용량이 높고, 크기가 작다보니 ESR과 ESL이 매우 낮습니다.

 

단점으로 선형성이 좋지 않고, 온도계수가 매우 높은 편이에요.

선형성이 안좋으면 캐패시터에 인가되는 전압이 내압에 가까워질수록

실제로 사용할수 있는 정전용량이 작아집니다.. 즉 캐패시터로서의 역할을 못하게 된다는 것이죠.

 

또한가지 단점으로 교류 전압/전류를 인가하게 되면 피에조 효과라고 하는 세라믹 부도체가 

수축과 팽창을 하는데 이게 기판에 전달되어 소리가 나게 되요.

이런 특성은 내부의 세라믹이 어떤 종류인지에 따라 달라지게 되니까

데이터시트를 자세하게 확인할 필요가 있습니다.

 

간단하게 캐패시터의 종류에 대해서 정리를 해봤는데요.

다음에는 실제 데이터 시트를 정리해보도록 할게요!

 

틀린 내용이 있거나 궁금한 내용이 있으시면 언제든 댓글 달아주세요!

늦게 보더라도 꼭 답변 달아 둘게요!ㅎㅎ

 

그러면 오늘도 좋은 주말 되세요!