EN
تیز لینکس
Fixed کنڈیسیٹر سرکٹس میں وہ چھوٹے چھوٹے اجزاء ہوتے ہیں جو سرامک یا پلاسٹک جیسی کوئی چیز درمیان میں ہونے کے ساتھ دو دھاتی پلیٹس کے درمیان بجلی کے بارے کو روکے رکھتے ہیں۔ یہ مزاحمت کاروں (ریزسٹرز) سے مختلف طریقے سے کام کرتے ہیں جو بس بجلی کو استعمال کر لیتے ہیں۔ کیپیسیٹرز دراصل بار کو تھوڑی دیر کے لیے محفوظ رکھتے ہیں، جو انہیں طاقت کی فراہمی کو ہموار کرنے، وقت کی تاخیر کو مرتب کرنے، اور ضرورت پڑنے پر عارضی بیٹری کے طور پر کام کرنے جیسی چیزوں کے لیے نہایت اہم بناتا ہے۔ ایک بار بن جانے کے بعد، ان کیپیسیٹرز کی ایک مخصوص گنجائش ہوتی ہے جو زیادہ دباؤ ڈالے بغیر خاصی تبدیل نہیں ہوتی۔ حالیہ مارکیٹ کے اعداد و شمار 2023 کو دیکھتے ہوئے، روزمرہ کے گجٹس میں پائے جانے والے تمام اسٹوریج اجزاء کا تقریباً دو تہائی حصہ مستقل کیپیسیٹرز ہوتے ہیں۔ صنعت کار انہیں پسند کرتے ہیں کیونکہ وہ زیادہ تر وقت پریشانی دیے بغیر اپنا کام کرتے رہتے ہیں۔
محررہ کیپیسیٹرز ایک مقررہ کیپیسیٹنس ویلیو کے ساتھ آتے ہیں جسے تبدیل نہیں کیا جا سکتا، جس کی وجہ سے وہ ان سرکٹس کے لیے بہترین انتخاب ہوتے ہیں جہاں استحکام سب سے زیادہ اہم ہو۔ یہ فلٹرز، مختلف اسٹیجز کے درمیان سگنلز کو جوڑنے، اور ان پاور سپلائیز کی حالت بہتر بنانے کے کاموں میں اچھی کارکردگی دکھاتے ہیں جہاں مسلسل مطابقت ضروری ہو۔ دوسری طرف، متغیر کیپیسیٹرز انجینئرز کو کیپیسیٹنس کو یا تو دستی طور پر یا الیکٹرانکس کے ذریعے تبدیل کرنے کی اجازت دیتے ہیں، جو ان سرکٹس میں جہاں دقیق ٹیوننگ کی ضرورت ہوتی ہے، مثلاً پرانے ریڈیو ریسیورز میں پائے جانے والے سرکٹس، کے لیے بہت مددگار ثابت ہوتی ہے۔ تاہم، محررہ کیپیسیٹرز کے بارے میں دلچسپ بات یہ ہے کہ ان کا مہر بند ڈیزائن۔ دراصل، یہ جسمانی دباؤ اور ماحولیاتی عوامل کے مقابلے میں بہتر طریقے سے برداشت کرنے میں مدد کرتا ہے۔ مہر بندی نمی کو روکتی ہے اور وائبریشنز کی وجہ سے ہونے والی مسائل کو کم کرتی ہے جو ورنہ وقت کے ساتھ کیپیسیٹر ویلیوز میں تغیر کا باعث بن سکتی ہیں۔
کیپیسیٹر کی کارکردگی کی خصوصیات پر ڈائی الیکٹرک مواد کا انتہائی اثر پڑتا ہے۔ اہم مثالیں شامل ہیں:
لوگ سرامکی کنڈنسرز استعمال کرنے کو ترجیح دیتے ہیں کیونکہ وہ چھوٹے، سستے ہوتے ہیں اور درجہ حرارت میں تبدیلی کے وقت ان میں زیادہ فرق نہیں آتا۔ ان چھوٹے اجزاء کو ملٹی لیئر سرامک کنڈنسرز کہا جاتا ہے، یا مختصراً MLCCs، جو سرامک مواد کو دھاتی الیکٹروڈز کے ساتھ اوپر نیچے رکھ کر کام کرتے ہیں۔ یہ ترتیب انہیں 0.1 پکوفیرڈ سے لے کر 100 مائیکروفارڈ تک کی کیپسیٹنس ویلیوز سنبھالنے کی اجازت دیتی ہے۔ جب خاص کلاسز کی بات کی جائے، تو کلاس 1 کنڈنسرز جیسے NP0 یا C0G کے پاس فی ڈگری سینٹی گریڈ کے حساب سے ±30 پارٹس فی ملین کے لحاظ سے شاندار استحکام ہوتا ہے، جو انہیں درستگی کی انتہائی ضرورت ہونے والی چیزوں جیسے پریسیژن آسیلیٹرز اور فلٹرز کے لیے بہترین آپشن بناتا ہے۔ دوسری طرف، X7R یا X5R جیسے کلاس 2 آپشنز بہتر جگہ کی کارکردگی فراہم کرتے ہیں، اس لیے انجینئرز اکثر ڈیجیٹل سرکٹس میں ڈی کوپلنگ اور بائی پاسنگ کے کاموں کے لیے انہیں ترجیح دیتے ہیں۔ ایک اور بڑی خوبی یہ ہے کہ ان کا ایکویولنٹ سیریز ریزسٹنس، یا ESR، انتہائی کم ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ وہ RF ماڈیولز اور مختلف پاور مینجمنٹ کی صورتحال میں اعلیٰ فریکوئنسی کے دوران بہت اچھی کارکردگی دکھاتے ہیں۔ مربوط سرکٹس آج مختلف صنعتوں میں۔
الیکٹرو لائٹک کیپسیٹرز چھوٹے پیکجوں میں بہت زیادہ کیپیسیٹنس کو سمونے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جو کہ کبھی کبھی 47,000 مائیکرو فارڈ تک پہنچ جاتے ہیں۔ یہ ان کم فریکوئنسی والی پاور ایپلی کیشنز میں بہت کام آتے ہیں جہاں جگہ کی اہمیت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر ایلومینیم الیکٹرو لائٹکس لیجیے، یہ ایلومینیم فائل پر آکسائیڈ کی ایک تہہ بنانے کے ذریعے کام کرتے ہیں اور پھر ایک مائع الیکٹرو لائٹ ملا دیتے ہیں۔ یہ سیٹ اپ 450 وولٹ سے زیادہ وولٹیج کو برداشت کر سکتا ہے، جو انہیں دکان میں پاور سپلائز اور موٹر ڈرائیوز جیسی چیزوں کے لیے استعمال ہونے والے اجزاء بناتا ہے۔ اب جب ہم ٹینٹلم کیپسیٹرز کی بات کرتے ہیں، تو یہ جانوروں کی طرح کام کرتے ہیں جو سنجرا شدہ ٹینٹلم پاؤڈر کے ساتھ ساتھ نمی والے الیکٹرو لائٹس کا استعمال کرتے ہیں۔ اس کا نتیجہ یہ ہوتا ہے کہ جگہ کے لحاظ سے بہتر کارکردگی حاصل ہوتی ہے اور رساؤ والی کرنٹ کے مسائل بہت کم ہوتے ہیں۔ اصل بات یہ ہے کہ؟ ٹینٹلم ڈی سی/ڈی سی کنورٹرز میں سیرامک متبادل کے مقابلے میں وولٹیج رِپل کو 60 سے 80 فیصد تک کم کر دیتے ہیں۔ لیکن احتیاط کریں! ان کو احتیاط سے سنبھالنا ضروری ہے کیونکہ ان کی قطبیت کے سخت تقاضے ہوتے ہیں اور اگر ہم چاہتے ہیں کہ یہ ہمارے منصوبوں میں پھٹے بغیر لمبے عرصے تک چلیں تو مناسب تنزلی کی ضرورت ہوتی ہے۔
فلم کیپسیٹرز پولی اسٹر، پولی پروپیلین یا پولی کاربونیٹ جیسی مواد کا استعمال کرتے ہیں تاکہ بہت کم رساؤ کے ساتھ واقعی درست نتائج حاصل کیے جا سکیں، جو کبھی کبھار صرف 0.01CV مائیکروایمپئر تک ہوتا ہے۔ دھاتی شدہ ورژن خود کار طریقے سے مرمت کر سکتے ہیں جب ڈائی الیکٹرک مواد میں چھوٹی خرابی ہو، جبکہ فoil-فلم والے بڑے کرںٹ کے دباؤ کو برداشت کرنے میں بہتر ہوتے ہیں۔ یہ اجزاء وقت کے ساتھ اپنی خصوصیات کو تقریباً ±1% کی رواداری کے ساتھ مستحکم رکھتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ اینالاگ سگنل پروسیسنگ کے آلات، طبی آلات اور موجودہ سورج کی توانائی کے انورٹرز جیسی چیزوں کے لیے ضروری ہیں۔ پولی پروپیلین کی اقسام ای سرکٹس میں خاص طور پر نمایاں ہیں کیونکہ ان کا نقصان کم ہوتا ہے، جو 100 کلو ہرٹز کی تعدد پر 0.1% سے کم رہتا ہے۔ یہ کارکردگی بہت سے آڈیو سسٹمز میں سرامک اور الیکٹرولیٹک متبادل کو پیچھے چھوڑ دیتی ہے، خاص طور پر اسپیکر کراس اوور نیٹ ورکس میں جہاں آواز کی معیار سب سے زیادہ اہم ہوتی ہے۔
معیاری الومینیم الیکٹرولائٹک ماڈلز کے مقابلے میں تانتلم کیپسیٹرز تقریباً چار گنا بہتر والیومیٹرک کارکردگی فراہم کرتے ہیں، اور 85 درجہ سیلسیس تک درجہ حرارت بڑھنے پر بھی بخوبی کام کرتے رہتے ہیں۔ ان اجزاء کی تعمیر کیٹھوڈ کے حصے کے لیے یا تو ٹھوس مینگنیز ڈائی آکسائیڈ یا پولیمر کے استعمال سے کی جاتی ہے، جس کا مطلب یہ ہے کہ وقت کے ساتھ الیکٹرولائٹ کے خشک ہونے کی کوئی فکر نہیں ہوتی۔ 10 سے 100 ملی اوہم کے درمیان بہت کم ESR ویلیوز تنگ جگہوں میں، جہاں ہر ملی میٹر اہم ہوتا ہے، طاقت کی موثر فراہمی کے لیے انہیں بہترین بناتی ہیں۔ لیکن یہاں ایک بات قابل غور ہے۔ اگر غیر متوقع وولٹیج اسپائیکس کے سامنے آجائیں تو یہ کیپسیٹرز بہت متاثر ہوتے ہیں۔ اپنی درجہ بندی کی نصف سے زیادہ حد عبور کر جانا درحقیقت خطرناک تھرمل رن اؤے کی حالت پیدا کر سکتا ہے۔ اسی وجہ سے انجینئرز عام طور پر ان اجزاء کو دل کے پیس میکرز اور سیٹلائٹ سسٹمز جیسی اہم درخواستوں کے لیے منتخب کرتے ہیں، جہاں دہائیوں تک چلنے کی صلاحیت کم ترین تیاری کی لاگت رکھنے سے زیادہ اہم ہوتی ہے۔
کیپسیٹنس، جسے فیراڈ میں ناپا جاتا ہے (عام طور پر مائیکرو فیراڈ، µF)، کیپسیٹر کے چارج ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔ معیاری ٹالرینس ±10% سے ±20% تک ہوتا ہے، لیکن درستگی والے استعمال کے لیے زیادہ سخت کنٹرول (±5%) کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ درستگی ٹائمز سرکٹس، فلٹرز اور مواصلاتی نظاموں میں انتہائی اہم ہے جہاں انحراف سگنل کی سالمیت اور نظام کی ہم آہنگی کو متاثر کرتے ہیں۔
وولٹیج درجہ بندی ہمیں بتاتی ہے کہ ایک کیپسیٹر بے دخل ہوئے بغیر کتنے زیادہ سے زیادہ ڈی سی وولٹیج کو برداشت کر سکتا ہے۔ زیادہ تر انجینئرز سرکٹس کے لیے اجزاء کا انتخاب کرتے وقت 50% کے حفاظتی وقفے پر عمل کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر 25V کی درجہ بندی شدہ قطعہ لیں، عام طور پر اسے 12V کے نظام میں استعمال کیا جائے گا تاکہ حقیقی دنیا کے استعمال میں آنے والی عارضی وولٹیج کی چھلانگوں کے خلاف کچھ حد رکھی جا سکے۔ تاہم ان حدود سے تجاوز کرنے پر ڈائی الیکٹرک ناکامی کے ہونے کا امکان کافی زیادہ ہو جاتا ہے۔ کیپسیٹر کی عمر بھی کم ہو جاتی ہے، کچھ مطالعات کے مطابق IEEE کی 2022 کی رپورٹس کے مطابق، سروس لائف میں تقریباً 40% تک کمی آ سکتی ہے۔
ای س آر (معادل سیریز رزلسٹنس) دراصل اندرونی نقصانات کو ظاہر کرتا ہے جو اجزاء کے اندر گرمی میں تبدیل ہو جاتے ہیں جب وہ رِپل کرنٹس کے ساتھ کام کر رہے ہوتے ہیں۔ یہ پیرامیٹر سوئچنگ پاور سپلائیز اور دیگر اعلیٰ فریکوئنسی سرکٹ ڈیزائن کے ساتھ کام کرتے وقت نہایت اہم ہو جاتا ہے۔ کم ای س آر ویلیوز والے کیپسیٹرز، مثال کے طور پر 100 ملی اوہم سے کم کوئی بھی قدر، عام طور پر عمل کے دوران موثریت اور درجہ حرارت کی تعمیر کو سنبھالنے کے لحاظ سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ سیرامک کیپسیٹرز عام طور پر اپنی ای س آر ریٹنگز میں 50 ملی اوہم سے کافی کم ہوتے ہیں، جبکہ الومینیم الیکٹرولائٹک اقسام کافی مختلف ہو سکتی ہیں، جو اکثر 1 سے 5 اوہم کے درمیان ہوتی ہیں۔ یہ فرق خاص طور پر ان سرکٹس میں شور کی فلٹرنگ کی صلاحیتوں کے لحاظ سے بہت اہم ہوتے ہیں جو حساس آر ایف سگنلز یا پیچیدہ ڈیجیٹل آپریشنز کو سنبھالتے ہیں جہاں معمولی سی بھی مداخلت آنے والے مسائل کا باعث بن سکتی ہے۔
کیپسیٹرز جیسے X7R یا Z5U پر درج درجہ حرارت کے حوالے سے ہم جو درجہ بندی دیکھتے ہیں وہ بنیادی طور پر ہمیں بتاتی ہے کہ درجہ حرارت کے اتار چڑھاؤ کے ساتھ ان کی کیپسیٹنس میں کتنا تبدیلی آتی ہے۔ زیادہ صفائی والی مواد سے بنے فلم کیپسیٹرز بھی قدرے مستحکم رہتے ہیں، حتیٰ کہ درجہ حرارت -55 درجہ سیلسیس سے لے کر تقریباً 125C تک بدلنے پر بھی تقریباً ±1 فیصد کے اندر رہتے ہیں۔ اس قسم کی استحکام انہیں انتہائی حالات میں استعمال کے لیے مناسب بناتی ہے۔ اب رساؤ کرنٹ (leakage current) بالکل الگ چیز ہے۔ زیادہ تر وقت یہ 0.01CV سے کم رہتا ہے جو بیٹری پر چلنے والی اکثر ایپلی کیشنز کے لیے بالکل بھی برا نہیں ہوتا جہاں ہر ذرّہ اہم ہوتا ہے۔ لیکن جب چیزوں کا درجہ حرارت بڑھ جائے تو احتیاط کریں! مثال کے طور پر الومینیم الیکٹرو لیٹک کیپسیٹرز لیں۔ جب وہ تقریباً 85 درجہ سیلسیس تک پہنچ جاتے ہیں، تو ان کا رساؤ کرنٹ 30 فیصد تک بڑھ سکتا ہے۔ ڈیزائنرز کو اس بات کا ادراک ہونا چاہیے کیونکہ اس کا مطلب ہے کہ ایسی صورتحال میں اضافی حرارت کے انتظام کی ضرورت ہوتی ہے۔
جب دوقطبی مقررہ کیپسیٹرز جیسے الومینیم الیکٹرو لائیٹک اور ٹینٹلم ماڈلز کے ساتھ کام کیا جائے تو، مناسب انسٹالیشن کے لیے ٹرمینلز کو صحیح طریقے سے جوڑنا نہایت ضروری ہے۔ زیادہ تر الیکٹرو لائیٹک کیپسیٹرز پر ایک طرف منفی سٹرائپ ہوتی ہے یا صرف چھوٹے لیڈز ہوتے ہیں جو یہ ظاہر کرتے ہیں کہ چیزوں کو کہاں جوڑنا ہے۔ ٹینٹلم کیپسیٹرز اس کے برعکس واضح طور پر مثبت سرے کو علامت درج کر کے مختلف نقطہ نظر اختیار کرتے ہیں۔ ان اجزاء کو اتنی حساس بنانے کی وجہ کیا ہے؟ واقعی، یہ ایک خاص الیکٹرو کیمیکل عمل پر منحصر ہوتے ہیں جو پلیٹس کے درمیان عزل کے طور پر کام کرنے والی ایک پتلی آکسائیڈ لیئر تخلیق کرتا ہے۔ قطبیت کو الٹ دیں اور دھماکہ! تحفظی لیئر فوری طور پر خراب ہونا شروع ہو جاتی ہے۔ غلط طریقے سے جوڑ دیں تو شدید حرارت کا اضافہ، خطرناک گیس کا اخراج، اور بدترین صورتحال میں دھماکے جیسے سنگین مسائل کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے، خاص طور پر ٹینٹلم اجزاء میں یہ عام ہے۔ کوئی بھی شخص اپنے سرکٹ بورڈ کو چھوٹا فائر ورکس شو میں تبدیل ہوتے ہوئے نہیں دیکھنا چاہتا۔
غیر قطبی کیپسیٹرز—جیسے سرامک اور فلم کی اقسام—ای سی اور دو طرفہ سگنل کی درخواستات میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، جو 2025 کے تخمین کے مطابق ٹرانسمیشن اور تقسیم کیپسیٹر مارکیٹ کی آمدنی کا 57.8% حصہ بناتے ہیں۔ ان کی متوازن ساخت انہیں متبادل میدانوں میں محفوظ آپریشن کی اجازت دیتی ہے، جو انہیں مندرجہ ذیل کے لیے بہترین بناتی ہے:
جب قطبیت والے کیپسیٹرز کو الٹا بائیس دیا جاتا ہے، تو وہ اپنے ڈائی الیکٹرک مواد کے ذریعے تباہ کن آئنک کرنٹس کو گزارنا شروع کر دیتے ہیں۔ الجھائیم الیکٹرو لائٹک کیپسیٹرز اس وقت خاص طور پر نمایاں ردعمل ظاہر کرتے ہیں۔ عام طور پر وہ پہلے پھول جاتے ہیں، پھر کیس سے الیکٹرولائٹ خارج کرنا شروع کر دیتے ہیں، اور کبھی کبھی صرف چند سیکنڈز میں مکمل طور پر پھٹ بھی جاتے ہیں۔ ٹینٹلم کیپسیٹرز مختلف ہوتے ہیں لیکن اسی طرح کے مسائل والے ہوتے ہیں۔ ان میں عام طور پر عضو کے اندر گرم مقامات بننے کی وجہ سے شارٹ سرکٹ کی وجہ سے تباہ کن طریقے سے ناکامی ہوتی ہے۔ مصنوعات کے تحفظی آکسائیڈ لیئر پر الٹ وولٹیج کا صرف لمحے بھر کا اثر بھی نقصان دہ ثابت ہو سکتا ہے، جس کی وجہ سے 2023 میں صنعتی معیاراتی گروپس کی جانب سے کی گئی ٹیسٹنگ کے مطابق ان کی کیپسیٹنس مستقل طور پر تقریباً 40 فیصد تک کم ہو جاتی ہے۔ الیکٹرانکس اسمبلی سے وابستہ کسی بھی شخص کے لیے یہ بالکل ضروری ہے کہ کچھ بھی سولڈر کرنے سے پہلے سرکٹ ڈائریکٹری کے مقابلے میں کیپسیٹر کی قطبیت کی دوبارہ جانچ پڑتال کریں۔ پیداواری لائنوں کو معیار کی کنٹرول کے اقدامات کے طور پر ان مسائل کو ابتداء میں پکڑنے اور بعد میں مہنگی فیلڈ فیلیورز سے بچنے کے لیے خودکار آپٹیکل انسپکشن سسٹمز (AOI) کو شامل کرنا چاہیے۔
محکم کیپسیٹرز اعلیٰ تعدد والے اے سی رِپل کو زمین پر موڑ کر پاور سسٹمز میں ضروری شور فلٹرز کے طور پر کام کرتے ہیں، جس سے ڈی سی آؤٹ پٹ مستحکم ہوتا ہے۔ مناسب طریقے سے منتخب کردہ کیپسیٹرز غیر تحفظ شدہ سرکٹس کے مقابلے میں رِپل وولٹیج کو 92% تک کم کر دیتے ہیں، جو موبائل چارجرز سے لے کر صنعتی پاور کنورٹرز تک میں کارکردگی بہتر بناتے ہیں۔
ریکٹیفیکیشن کے بعد ڈی سی آؤٹ پٹس میں باقی اے سی تغیرات موجود رہتے ہیں۔ الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز ان تغیرات کو بفر کرتے ہیں—10,000 µF تک کی قیمتیں استعمال کرتے ہوئے—تاکہ سائیکلز کے درمیان وولٹیج کو مستحکم رکھا جا سکے۔ اس سے آٹوموٹو انفارمینٹ اور صنعتی کنٹرولز میں مائیکرو کنٹرولر ری سیٹس اور ڈسپلے فلکرنگ جیسی خرابیوں کو روکا جاتا ہے۔
فلم کیپسیٹرز کو کیمرہ فلاش، لیزر ڈرائیورز اور ریڈار جیسے پلس شدہ طاقت کے نظاموں میں ترجیح دی جاتی ہے کیونکہ وہ ناگوار نقصان کے ساتھ تیزی سے تفریغ کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ 2024 کی توانائی ذخیرہ کرنے کی حدود کے مطابق، 0.01Ω جتنے کم ESR کے ساتھ، وہ توانائی کی منتقلی میں 95% سے زائد کارکردگی حاصل کرتے ہیں۔
اعلیٰ درستگی والے سرامک کیپسیٹرز (مثلاً NP0/C0G) وقت کے دائمی عناصر کی وضاحت کرنے کے لیے RC نیٹ ورکس میں مزاحمت کاروں کے ساتھ جوڑے جاتے ہیں جس کی درستگی ±1% ہوتی ہے۔ یہ درستگی مائیکرو پروسیسرز میں قابل اعتماد گھڑی کی تخلیق اور 5G بیس اسٹیشنز میں ہم آہنگی کو یقینی بناتی ہے، جہاں وقت کی غلطیاں 100 نینو سیکنڈ سے کم رہنی چاہئیں۔
غیر قطبی فلم کیپسیٹرز ایمپلیفائر کے مراحل کے درمیان اے سی سگنلز کو منتقل کرتے ہیں جبکہ ڈی سی آف سیٹس کو روکتے ہیں، جس سے سگنل وفاداری برقرار رہتی ہے۔ آڈیو سسٹمز میں، یہ تعدد کا جواب (20 ہرٹز – 20 کلو ہرٹز ±0.5 ڈی بی) کو برقرار رکھتے ہیں، جس سے بیس کی خرابی کو روکا جاتا ہے۔ اسی طرح، مقامی ڈی کوپلنگ کیپسیٹرز آئی سیز کے قریب اعلیٰ تعدد کے شور کو دبانے میں مدد کرتے ہیں، جس سے صاف طاقت کی فراہمی یقینی بنائی جاتی ہے۔