콘덴서(2)

ㄷ). 세라믹 콘덴서    Ceramic Capacitor

유전체로 사용되는 세라믹의 종류에 따라 특성이 정해지지만 어느 것이든 고주파특성이 좋다는 특징이 있습니다.

이런 특징 때문에 고주파회로의 커플링이나 바이패스용으로 즐겨 사용됩니다.

외형은 접시모양의 세라믹 유전체에 전극을 부착해 만든 구조로 0.01~ 0.1uF정도의 용량이 상한치로 비교적 저렴할 뿐 아니라 특정 온도계수를 갖는 콘덴서의 제작이 가능합니다.

다양한 온도계수를 갖는 제품이 출시되어 있으며, 이런 콘덴서는 온도의 영향을 받는 반도체 고주파 발진회로에서 온도 보상용으로 사용됩니다.

  

ㄹ). 필름 콘덴서    Film Capacitor

현재 커플링콘덴서로 주로 사용되는 고급 콘덴서는 메탈 계열의 필름 콘덴서가 주류를 이루고 있으며 메탈라이즈드 폴리프로필렌 계열의 필름콘덴서와 메탈라이즈드 폴리에스테르 필름 콘덴서가 있습니다.

전자가 훨씬 비싼 가격에 거래되고 있고 제조 회사별로 큰 가격 차이를 보이지만 콘덴서는 유전체에 의하여 기본적인 성능이 결정되므로 적당한 가격대에서 고르는 것이 좋습니다.

메탈라이즈드 필름 콘덴서 계열의 콘덴서는 현존하는 콘덴서중 가장 우수한 전기적 특성을 가진 콘덴서입니다.

사용되는 유전체는 앞서 말씀드린 폴리프로필렌과 폴리에스테르 계열이 주로 사용되며 전극으로는 동이나 은등..이 주로 사용됩니다.
전극에 리드선을 용접하여 인출해야 하므로 이 부분에서 작업성과 신뢰성 등..을 고려하여 사용됩니다.  

필름 콘덴서의 내부 구조도 유전체와 전극이 겹쳐져 코일처럼 감긴 형태로 되어 있습니다.

이런 구조에서는 인덕턴스(유도성) 성분이 증가하여 높은 주파수대의 특성이 나빠집니다.

이런 인덕턴스 성분을 없애기 위해서는 총 감긴 회수의 절반을 반대의 방향으로 감아 생성된 인덕턴스 성분을 상쇄시킵니다.

만약, 총 10회를 감아 원하는 용량을 얻을 수 있다면,
5회는 정방향, 5회는 역방향으로 감으면 생성된 인덕턴스 성분이 서로 상쇄되어 제로가 됩니다.   

+5에 -5를 더하면 제로가 되는 원리입니다.

이 방법은 특수공법으로 주파수 특성을 개선하였다는.... 콘덴서 제조 회사들의 주장하는 특수공법..! 이기도 합니다.

. 설명을 위한 방편으로 정방향과 역방향을 각각 같은 회수로 감는다 하였지만, 실제로는 인덕턴스 성분을 최소한으로 하기 위해 횟수를 조정하는 과정을 거칩니다.



ㅁ). 알미늄 전해 콘덴서    Electrolytic Capacitor    

알미늄 호일 두 장을 절연체인 종이를 사이에 두고 말아놓은 형태이며 이렇게 만든 콘덴서를 전해액에 담근 후 밀봉하여 만듭니다.

두 개의 단자 중 하나의 단자는 직접 전해액에 닿아 있으므로 극성이 있습니다.
이것을 반대로 연결할 시 폭발하는 일이 있으므로 주의가 필요합니다.

이 콘덴서는 수~ 10.000uF의 큰 용량의 콘덴서를 작은 크기로 만들 수 있어 전원회로에 주로 사용되며 주파수 특성은 위에 열거한 콘덴서 중 가장 나쁩니다.

하지만, 가장 많이 사용되는 콘덴서이기도 합니다. 실제 사용할 때는 내압이라든지, 사용 가능한 온도... 등을 참조하여 선택합니다.  진공관 앰프는 105℃ 제품이 유리합니다.

내압을 선택할 때는 실제 걸리는 전압보다 30%정도 높은 내압의 콘덴서를 사용하며 내압이 극단적으로 높을 때는 오히려 좋지 않습니다.

이것은 양단에 걸리는 전압에 의해 절연막이 형성되어 콘덴서로서의 작용을 하기 때문입니다.

따라서 사용하지 않을 때도 최소 6개월에 한번쯤은  전원스위치를 작동하여 전기를 공급하는 것이 전해 콘덴서의 성능을 유지하는데 도움이 됩니다.

근래 생산되는 장수명 고급 전해 콘덴서의 수명이 5.000~ 20.000시간 정도이므로 가능한 고급품을 선택하는 것이 좋습니다.

일반적으로 유통되는 전해 콘덴서는 값은 싸지만, 수명은 2.000시간 정도가 대부분입니다.

각 제조 회사별로 제품의 등급을 표시하여 구분할 수 있도록 되어 있습니다.



ㅂ). 탄탈 전해 콘덴서    Tantalum Electrolytic Capacitor  

유전체로 탄탈륨을 사용한 콘덴서로 건식과 습식이 있습니다.

알미늄 전해 콘덴서를 더욱 발전시킨 형태의 탄탈 전해 콘덴서는 가격이 비싸지만, 전기적 특성이나 수명에서 알미늄 전해 콘덴서에 비해 10배 이상의 특성을 가지고 있으므로 고신뢰를 요구하는 기기에 주로 사용됩니다.

건식과 습식 모두 우수한 전기적 특성을 가지고 있지만 건식 탄탈 콘덴서의 특성이 조금 더 좋은 것같습니다.

다만, 고내압의 탄탈 콘덴서는 제조가 어려워 30V 정도가 상한선입니다.



ㅅ). 고체 전해질 콘덴서    Organic Semiconductor Capacitor  

흔히 OS콘으로 부르는 이 콘덴서는 내부 구조와 동작 기조에 대하여 정확히 알지 못하므로 설명할 수 없지만, 현존하는 전해 콘덴서 중 가장 우수한 전기적 특성을 나타내는 콘덴서입니다.

이 콘덴서를 캐소드 바이패스 용도로 사용할 경우 결과가 좋습니다.

국내의 삼화 콘덴서와 일본의 산요 등..에서 생산되며, 주로 30V 이하의 내압을 가진 제품이 있습니다.



ㅇ). 가변 콘덴서   Variable Capacitor    

콘덴서의 용량을 조절할 수 있는 구조이며 줄여서 바리콘이라고 합니다.
고주파 회로의 발진회로나 동조회로에 사용됩니다.

공기를 유전체로 하는 개방형 바리콘과 폴리에스테르를 유전체로 하는 폴리 바리콘이 있습니다.

용도에 따라 연속 가변형과 반고정형(쎄미콘, 트리머)으로 구분하여 사용됩니다.


*. 다음 장[章]에서는 콘덴서와 대비되는 특성으로 흥미로운 동작을 하는 코일에 대하여 알아봅니다.


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