Keramikkondensatoren / Kerko

Keramikkondensatoren bestehen aus dünnen Oxidkeramikschichten. Deshalb werden sie auch Keramik-Vielschicht-Kondensatoren oder ganz kurz Kerkos genannt. In den monolithischen Keramikblock werden die Beläge eingesintert und stirnseitig kontaktiert (Anschlüsse). Ihren Namen führen sie wegen des Oxidkeramiks als Dielektrikum. Dessen Durchschlagsfestigkeit ist besonders hoch, so dass man an Keramikkondensatoren eine hohe Spannung anlegen kann.

Keramikkondensatoren haben Kapazitäten von einigen Picofarad (pF) bis einige Nanofarad (nF). Verwendung finden sie in modernen Digital-Schaltungen als Zwischenspeicher, wenn ein IC kurzzeitig viel Energie benötigt. Und auch zum Abschneiden von Spannungsspitzen in der Betriebsspannung. Hier werden Kapazitäten zwischen 47 und 100 nF verwendet. Kerkos sind auch in einfachen RC-Oszillatoren das frequenzbestimmende Bauteil und sorgen in Quarzoszillatoren für ein sauberes Schwingen des Quarzes.

NDK-Typen (Klasse 1)

NDK-Typen haben eine niedrige Dielektrizitätskonstante Er (Er < 500), einen linearen Temperaturkoeffizienten TK, eine geringe Eigenentladung (kleine Verluste) und einen hohen Isolationswiderstand RIS.
Sie werden hauptsächlich in Schwingkreisen, Filter- und Zeitgliedern eingesetzt. Sie lassen sich mit einer präzisen Kapazität herstellen.

HDK-Typen (Klasse 2)

HDK-Typen haben eine hohe Dielektrizitätskonstante Er (Er = 1000...10000), einen nichtlinearen Temperaturkoeffizienten TK und eine hohe Eigenentladung (größere Verluste). Mit zunehmendem Alter verlieren sie ihre Kapazität. So lassen sich sehr kleine Kondensatoren mit großen Kapazität herstellen. Es handelt sich dabei um erbsengroße Kondensatoren mit 10 µF und bis ca. 30V Durchschlagsfestigkeit. Sie werden meistens als Koppelkondensatoren, zur Abblockung und Siebung eingesetzt.

Praxis-Tipp von Thomas Schaerer:

Wie kann man testen, ob es ein Folien- oder ein Keramikkondensator ist?
Man schließt den Kondensator an den Eingang eines Oszis und schaltet die Eingangsempfindlichkeit in den Bereich von mV/Div. Nun nimmt man einen harten isolierenden Gegenstand (z. B. Kugelschreiber) und klopft auf das Bauteil. Wenn es ein Keramikkondensator ist, erzeugt der Piezo-Effekt steile feine Impulse. Wenn man die Zeilenablenkung schnell einstellt, erkennt man einen schöne aperiodische Schwingung.

Könnte sich diese Eigenschaft (Piezo-Effekt) negativ auswirken?
Sie kann und zwar außerordentlich lästig. Man darf auf gar keinen Fall Keramikkondensatoren in analoge sensible Signalpfade einbauen, wie z. B. in hochverstärkende Verstärkerschaltungen. Die geringste Erschütterung der Schaltung oder des Geräts verursacht den genannten Piezzo-Effekt im mV- bis weit in den 10-mV-Bereich und diese Störungen machen sich als Knackser bei Audioanwendungen bemerkbar. Bei elektromedizinischen Anwendungen (EEG, EMG, EKG) erzeugen sie Störungsüberlagerungen, die man als unerwünschte Artefakte bezeichnet.

Kondensator im Gleichstromkreis

Legt man an einen Kondensator eine Spannung an, dann lädt er sich auf. Die Ladung bis zur höchsten Spannung und auch die Entladung auf 0 Volt läuft nach einer Exponentialfunktion ab. Das heißt, beide Vorgänge sind zeitabhängig, wodurch sich zeitabhängige Funktionen in einer elektronischen Schaltung realisieren lassen.

Kondensatoren in Schaltungen und Anwendungen

Kennzeichnung von Kondensatoren

Im besten Fall ist ein Kondensator einfach mit der Kapazität, der maximalen Spannung und auch der Toleranz beschriftet. Aufgrund der kleinen Bauformen ist oft wenig Platz. Zu allem Überfluss gibt es verschiedene Verfahren und Systeme, um Kondensatoren zu kennzeichnen und zu beschriften.

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