EN
تیز لینکس
کی قدر کنڈیسیٹر ان میں ذخیرہ کرنے کی صلاحیت اور الیکٹرانک سسٹمز میں تبدیلیوں کے جواب میں ردعمل کی رفتار کو متاثر کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر وہ 100nF سیرامک قسم کے ہوتے ہیں جو اعلیٰ فریکوئنسیز پر ڈیجیٹل سرکٹس میں شور کو روکنے کے لیے بہترین کام کرتے ہیں۔ دوسری طرف، بجلی کی فراہمی کے معاملے میں لوگ اکثر 10µF الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کا انتخاب کرتے ہیں کیونکہ وہاں بڑے پیمانے پر فلٹرنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، آر ایف آسیلیٹرز پر کام کرتے وقت، انجینئرز عام طور پر فریکوئنسی کو درست طریقے سے ایڈجسٹ کرنے کے لیے 1 سے 10 pF کے درمیان چھوٹی قدریں استعمال کرتے ہیں۔ ان چھوٹی اقدار میں ہونے والی چھوٹی سی تبدیلی بھی درست نتائج حاصل کرنے کے لیے بہت اہم ہوتی ہے۔ سرکٹ ڈیزائن ہینڈ بک کا 2024 کا تازہ ترین ایڈیشن خبردار کرتا ہے کہ درخواست کے لحاظ سے غلط کیپسیٹر ویلیوز کا انتخاب سرکٹس کے نازک اینالاگ اجزاء میں ناپسندیدہ ریزوننس اثرات یا وولٹیج لیولز میں کمی جیسی پریشانیوں کا باعث بن سکتا ہے۔
| کیپسیٹنس رینج | معمولی امپیڈنس (1MHz) | بہترین فریکوئنسی بینڈ |
|---|---|---|
| 1pF - 10nF | <1Ω | RF (50MHz) |
| 10nF - 1µF | 0.1Ω - 10Ω | ڈیجیٹل (1-100MHz) |
| 10µF | 100mΩ | پاور (<1kHz) |
| کم کیپیسیٹنس کی قیمتیں جی ہز فریکوئنسیز تک کیپیسیٹو برتاؤ برقرار رکھتی ہیں، جبکہ زیادہ قیمت والے الیکٹرولائٹک 100kHz سے اوپر انڈکٹو بن جاتے ہیں۔ اس برتاؤ کا پلیسمنٹ پر اثر پڑتا ہے: آئی سی کے قریب ہائی اسپیڈ نویز کو دبانے کے لیے چھوٹے سرامک، کم فریکوئنسی استحکام کے لیے پاور داخلہ کے مقامات پر بڑے ٹینٹلم۔ |
X7R سیرامک کیپسیٹرز 85 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت تک پہنچنے پر اپنی کیپسیٹنس کا تقریباً 15 سے 25 فیصد کھو دیتے ہیں۔ C0G اور NP0 ورژن درجہ حرارت میں تبدیلی کے دوران مستحکم کارکردگی برقرار رکھنے میں بہت بہتر ہیں، جس میں ہر ڈگری پر صرف تقریباً مثبت یا منفی 30 پارٹس فی ملین کی حد تک تغیر ہوتی ہے۔ اس کے برعکس الومینیم الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز اپنی درجہ بندی کا 80 فیصد استعمال کرتے ہوئے 20 فیصد تک کیپسیٹنس کم کر سکتے ہیں۔ ان انجینئرز کے لیے جو گاڑیوں یا فیکٹری کے فرش جیسی مشکل حالتوں میں منصوبوں پر کام کر رہے ہوں، عام طور پر حرارت اور بجلی کے دباؤ کی وجہ سے وقت کے ساتھ ہونے والی تدریجی کمی کے خلاف حفاظتی حد کے طور پر کمپونینٹس کی درجہ بندی میں 20 سے 50 فیصد تک کمی کرنا عقلمندی ہوتی ہے۔
جب درست وقت کے سرکٹس کے ساتھ کام کیا جائے تو تقریباً 1 فیصد ویریئنس والے تنگ رواداری فلم کنڈنسرز چیزوں کو مستحکم اور درست رکھنے میں مدد دیتے ہیں۔ ان کم اہم درخواستوں کے لیے جہاں توانائی ذخیرہ کرنا دقیق پیمائش سے زیادہ اہم ہوتا ہے، عام الیکٹرو لائٹک کنڈنسرز جن کی رواداری کی حد 20 فیصد ہوتی ہے، عام طور پر ٹھیک کام کرتے ہیں۔ طویل عمر کی بات کریں تو، پولیمر کنڈنسر وقت کے ساتھ ساتھ بہتر طریقے سے برقرار رہتے ہیں۔ عام طور پر ان کی سمندریت میں 10,000 گھنٹے لگاتار چلنے کے بعد تقریباً 5 فیصد کمی آجاتی ہے، جبکہ روایتی ویٹ الیکٹرو لائٹکس میں 30 فیصد تک کی کمی ہو سکتی ہے۔ حقیقی حالات کا سامنا کرنے والے بہت سے سرکٹ ڈیزائنرز عملاً مختلف کنڈنسر ویلویوز کو متوازی میں جوڑ دیتے ہیں۔ یہ طریقہ غیر متوقع ماحولیاتی عوامل اور مرتبہ مرتبہ آلات کی خرابی دونوں سے نمٹنے میں مدد کرتا ہے۔ آج کل کے زیادہ تر طاقت تقسیم نیٹ ورک ڈیزائن مینوئلز اس طریقہ کار کی تجویز خاص طور پر کرتے ہیں تاکہ زمانے کے امتحان میں ٹھہرنے والے زیادہ قابل اعتماد طاقت کے نظام تشکیل دیے جا سکیں۔
MLCC، یا ملٹی لیئر سرامک کیپسیٹرز، ڈی کوپلنگ سرکٹس سے لے کر بائی پاس ایپلی کیشنز تک ہر جگہ استعمال ہوتے ہیں کیونکہ وہ اتنے چھوٹے ہوتے ہی ہر جگہ فٹ ہو سکتے ہیں اور ان کی معیاری سائزیں 100nF سے لے کر 10 مائیکروفارڈ تک ہوتی ہیں۔ اس حد کے نچلے سرے پر موجود کیپسیٹرز، جو عام طور پر 0.1 سے 1 مائیکروفارڈ کے درمیان ہوتے ہیں، وہ ان پریشان کن اعلیٰ فریکوئنسی کے شور کو کم کرنے میں مدد کرتے ہیں جو پروسیسرز اور ریڈیو فریکوئنسی ماڈیولز میں پائے جاتے ہیں۔ دوسری طرف 4.7 سے 22 مائیکروفارڈ کی حد میں والے بڑے MLCC بالکل مختلف کردار ادا کرتے ہیں، خاص طور پر آئیوٹی گیجٹس اور کار الیکٹرانکس میں پاور سپلائی کو مستحکم رکھنے میں۔ حالیہ مارکیٹ تحقیق کے مطابق فیوچر مارکیٹ انویسٹی گیشنز کے مطابق، 5G انفراسٹرکچر کے لیے MLCC کی مانگ میں خاص طور پر قابلِ ذکر اضافہ ہوا ہے، جس میں ہر سال تقریباً 11 فیصد کی نمو درج کی گئی ہے۔ یہ اجزاء یہاں اس لیے اتنے مؤثر کام کرتے ہیں کیونکہ ان کا مساوی سیریز انڈکٹنس (ای کیو آئی) ایک نینوہینری سے بھی کم ہوتا ہے، جو انہیں 1 گیگاہرٹز سے زیادہ فریکوئنسی والے شور کے مسائل سے نمٹنے کے لیے بہترین بناتا ہے۔
| خصوصیت | C0G/NP0 (کلاس 1) | X7R (کلاس 2) | Y5V (کلاس 2) |
|---|---|---|---|
| درجہ حرارت کی استحکام | ±30ppm/°C | ±15% (-55°C سے +125°C تک) | +22%/-82% (-30°C سے +85°C تک) |
| وولٹیج کی تابعیت | <1% ΔC | 10-15% ΔC | 20% ΔC |
| ESR | 5-10mΩ | 50-100mΩ | 200-500mΩ |
| استعمالات | آسیلنیٹرز، RF فلٹرز | پاور سپلائی ڈی کپلنگ | غیر اہم بفرنگ |
C0G/NP0 کیپسیٹرز وقت مقرر کرنے اور RF درخواستات کے لیے درستگی اور استحکام پیش کرتے ہیں، جبکہ X7R ڈی سی/ڈی سی کنورٹرز میں عمومی مقاصد کے لیے قیمت کے لحاظ سے موثر توازن فراہم کرتا ہے۔ Y5V قسم کے کیپسیٹرز، حالانکہ وولٹیج اور درجہ حرارت کے تحت انتہائی متغیر ہوتے ہیں، ان صارفین کی الیکٹرانکس میں اچھی طرح کام کرتے ہیں جہاں وسیع رواداری قابل قبول ہوتی ہے۔
10 مائیکروفارڈ سے زائد کثافت والے ایم ایل سی سیز اکثر اپنی درج کردہ کشائیت میں تقریباً 30 سے 60 فیصد کی کمی کا تجربہ کرتے ہیں جب انہیں اپنی زیادہ سے زیادہ درجہ بندی کے نصف سے زیادہ ڈی سی بائس وولٹیج کے تحت رکھا جاتا ہے۔ اس صلاحیت کے نقصان کی وجہ ان عناصر میں استعمال ہونے والی بیریم ٹائیٹینیٹ مواد کے اندر عزلی دانوں کے کس طرح سے قائم ہونے کی وجہ سے ہوتی ہے۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ X7R قسم کے مقابلے میں X5R کے مقابلے میں بہت تیزی سے کمی دکھاتے ہیں۔ اس مسئلے کے حل کے لیے، زیادہ تر انجینئرز آپریٹنگ وولٹیج کو تقریباً آدھا کم کر دیتے ہیں یا پھر متعدد چھوٹی قدر والے کیپیسیٹرز کو متوازی ترتیب میں جوڑ دیتے ہیں۔ اس سے بوجھ کی حالت میں ان سرامک اجزاء کی ذاتی حدود کے باوجود ضروری کشائیت کی سطح برقرار رکھنے میں مدد ملتی ہے۔
کیپسیٹرز سے نمٹتے وقت، ان سوئچنگ ریگولیٹر سرکٹس میں طاقت کے نقصان کو کم کرنے کے لیے کم معادل سیریز مزاحمت بہت اہم ہوتی ہے۔ ایک معیاری 1206 سائز کے 10 مائیکروفارڈ X7R کیپسیٹر کو مثال کے طور پر لیجیے جس کا عام طور پر ESR 10 ملی اوہم سے کم ہوتا ہے۔ لیکن ایک اور عنصر پر غور کرنا ہوتا ہے، جو کہ جزوی طور پر موجودہ محرکت ہے، جو عام طور پر تقریباً 1.2 نینوہینری ہوتی ہے، جو زیادہ فریکوئنسیز پر کارکردگی کو واقعی متاثر کر سکتی ہے۔ چھوٹے اجزاء پر بھی یہی بات لاگو ہوتی ہے۔ ایک سادہ 100nF 0402 جزو تقریباً 15 میگاہرٹز کے اردگرد خود بخود رزونیٹ ہونا شروع ہو جاتا ہے اور جب ہم 50MHz سے زیادہ فریکوئنسیز تک پہنچتے ہیں تو بالکل بےکار ہو جاتا ہے۔ ذہین انجینئرز اس حد تک اچھی طرح آگاہ ہوتے ہیں، اس لیے وہ اکثر ملٹی لیئر سیرامک کیپسیٹرز (MLCCs) کو فلم یا مائیکا قسم کے ساتھ جوڑ دیتے ہیں۔ یہ ترکیب مختلف فریکوئنسی رینج میں مجموعی نظام کے امپیڈنس کو ایک اوہم سے کم رکھنے میں مدد کرتی ہے، جو جدید الیکٹرانک ڈیزائن میں مستحکم آپریشن کے لیے بالکل ضروری ہے۔
الیکٹرو لائٹک کیپسیٹرز کافی مقدار میں توانائی ذخیرہ کرتے ہیں، عام طور پر 10 مائیکروفارڈ سے لے کر 47,000 مائیکروفارڈ تک۔ یہ براہ راست کرنٹ بجلی کے نظام میں تناؤ کی لہروں اور کم فریکوئنسی کے شور کو ختم کرنے کے لیے بہت اہم ہوتے ہیں۔ سوئچ موڈ پاور سپلائیز کی بات کریں تو، انجینئرز عام طور پر آؤٹ پٹ کو مستحکم رکھنے کے لیے تقریباً 100 سے 2,200 مائیکروفارڈ کا استعمال کرتے ہیں۔ چھوٹی جگہوں پر جہاں مقامی سطح پر شور کی فلٹریشن کی ضرورت ہوتی ہے، ٹینٹلم کیپسیٹرز کا استعمال ہوتا ہے۔ یہ چھوٹے کیپسیٹرز صرف 1 سے 470 مائیکروفارڈ تک کے درمیان ہوتے ہیں اور بہت کم جگہ لیتے ہیں۔ زیادہ تر لوگ جب بجٹ محدود ہوتا ہے اور زیادہ توانائی ذخیرہ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تو الفومینیم الیکٹرو لائٹکس پر انحصار کرتے ہیں۔ لیکن اگر جگہ کم ہو اور مختلف درجہ حرارت میں مستقل کارکردگی ضروری ہو تو، قیمت زیادہ ہونے کے باوجود ٹینٹلم کو ترجیح دی جاتی ہے۔
الیکٹرو لائٹک اور ٹینٹلم کیپسیٹرز قطبیت کی ضروریات کے ساتھ آتے ہیں، اس لیے وولٹیج کی سمت کے حوالے سے مناسب انسٹالیشن کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب الومینیم الیکٹرو لائٹک مخالف وولٹیج کا سامنا کرتے ہیں، تو ان کا الیکٹرو لائٹ تیزی سے خراب ہونے لگتا ہے، جس سے ان کی عمر میں نمایاں کمی آسکتی ہے - کبھی کبھی 70 فیصد تک۔ رِپل کرنٹ کی صلاحیت کو دیکھنے سے ان اجزاء میں فرق ظاہر ہوتا ہے۔ الومینیم والے عموماً تقریباً 5 ایمپئر RMS تک کے زیادہ رِپل کرنٹ کو سنبھالتے ہیں، حالانکہ گرمی کے سامنے آنے پر وہ تیزی سے خراب ہونے کے رجحان میں ہوتے ہیں۔ ٹینٹلم کیپسیٹرز کم رساؤ والے کرنٹ اور بہتر استحکام کی خصوصیات جیسے فوائد فراہم کرتے ہیں، لیکن ڈیزائنرز کو اکثر وولٹیج کی کمی کی حکمت عملیاں لاگو کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ وولٹیج کے اچانک اضافے سے محفوظ رہا جا سکے۔ دونوں قسم کے کیپسیٹرز کے لیے عمر بڑھنا ایک مسئلہ بنی رہتی ہے۔ مثال کے طور پر، الومینیم الیکٹرو لائٹک عام طور پر 85 درجہ سیلسیس کے درجہ حرارت پر تقریباً 5,000 گھنٹے تک مسلسل کام کرنے کے بعد سمنٹنس کی قدر میں 20 سے 30 فیصد تک کمی دیکھتے ہیں۔
ڈیزائنرز جب زیادہ قدر والے کیپسیٹرز کا انتخاب کرتے ہیں تو تین اہم پیرامیٹرز کو متوازن کرتے ہیں:
ایک 100 F / 25V ٹینٹلم اس کے ایلومینیم ہم منصب کے مقابلے میں 30٪ کم بورڈ کی جگہ پر قبضہ کرتا ہے لیکن تقریبا پانچ گنا زیادہ لاگت آتی ہے.
ٹینٹلم کیپس آڈیو سرکٹس اور موبائل گیجٹس میں بہت اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں کیونکہ وہ مختلف فریکوئنسیز کے دوران ESR کو مستحکم رکھتے ہیں۔ اس سے انالاگ فلٹر کے ڈیزائن میں فیز تعلقات برقرار رہتے ہیں۔ ایمپلی فائرز میں پاور سپلائی کی فلٹرنگ کے معاملے میں اب بھی الومینیم الیکٹرو لائٹک کیپسیٹرز کا بول بالا ہے، جو 100Hz سے لے کر تقریباً 10kHz تک کی رِپل رینج کو خوبصورتی سے سنبھالتے ہیں۔ لیکن ایک مسئلہ ہے - ان کا زیادہ ESR تب نمایاں دِورِشت پیدا کرتا ہے جب سگنلز تقریباً 1kHz سے آگے بڑھ جاتے ہیں۔ آج کل انجینئرز اکثر اشیاء کو ملا دیتے ہیں، الومینیم کو بنیادی کیپسیٹنس اسٹوریج کے لیے استعمال کرتے ہیں جبکہ اُونچی فریکوئنسی کے نویز کے مسائل سے نمٹنے کے لیے ان کے ساتھ ٹینٹلم یا سیرامک حصے شامل کرتے ہیں۔ طبی سامان کے شعبے میں بھی کچھ دلچسپ اعداد و شمار سامنے آتے ہیں۔ سولڈ ٹینٹلم اجزاء مسلسل آپریشن کی حالت میں ویٹ الیکٹرو لائٹک اجزاء کے مقابلے تقریباً دو گنا زیادہ چلتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ ان مقامات پر قابل اعتماد انتخاب ہوتے ہیں جہاں بھروسہ مندی سب سے اہم ہوتی ہے۔