Керамика и электролит: не взаимозаменяемы

Керамический и электролитический конденсаторы выглядят как взаимозаменяемые, но это разные приборы с разными задачами.

Керамика (C0G/NP0, X7R, Y5V): маленькая ёмкость (пикофарады — единицы микрофарад), очень низкий ESR, работает на высоких частотах, неполярный, стабильный. C0G почти не меняет ёмкость от температуры и напряжения; X7R меняет до ±15 %; Y5V — до −80 % и используется только для грубого сглаживания.

Электролит (алюминиевый, танталовый, полимерный): большая ёмкость (микрофарады — тысячи), полярный (алюминиевый и тантал — да, полимер часто нет), ESR выше, живёт ограниченно. Алюминиевый на 105 °C имеет ресурс около 1000–5000 часов при максимальной температуре; каждые 10 °C ниже — вдвое дольше.

Практические следствия:

— Полярность. Переполюсованный электролит вздувается и вскрывается (иногда с хлопком). Проверяй полоску «−» и длинную ножку «+».
— Напряжение. Керамика X7R теряет ёмкость под напряжением: 10 мкФ на 10 В при 5 В может стать 5 мкФ. Поэтому в даташитах смотрят график DC bias.
— Пульсации. Электролит греется от пульсирующего тока, и это главная причина его смерти в блоках питания.
— Частота. Керамика работает на мегагерцах, электролит — нет: у него индуктивность обкладок, и выше сотен килогерц он «не конденсатор».

Типовая связка в питании: электролит 100–470 мкФ на входе (сгладить низкочастотные пульсации) плюс керамика 100 нФ рядом с каждым выводом питания (отдать быстрый импульс).

Замена одного другим почти всегда неудачна: керамика на 1000 мкФ не существует в разумном размере, а электролит не работает на 10 МГц.