Stützkondensator: Kerko+Tantal? Oder 2 x Kerko?

[Holger (Gast)]

Hallo,

ich mache bei vielen Bausteinen (z.B. serielles EEPROM) als 
Stützkondensatoren einen 100nF Keramikkondensator (Baugröße 0603) und 
parallel noch einen 1µF/16V Tantal (Baugröße A -> ca. Baugröße 1206).

Macht es Sinn, den 1µF bei neuen Designs als Tantal auszuführen? Oder 
ist Keramikkondensator ebenfalls OK? Kommt aus der Historie, früher 
waren 1µ Keramikkondensatoren selten und teuer. Heute ist 1µF mit 
Baugröße 0603 kein Problem mehr.

Gruß Holger

[Teddy (Gast)]

Holger schrieb:
> Macht es Sinn, den 1µF bei neuen Designs als Tantal auszuführen?

Nein

> Heute ist 1µF mit
> Baugröße 0603 kein Problem mehr.
>
> Gruß Holger

Bist du noch von Heute oder von Gestern?
1uF ist selbst mit 0201/10V kein Problem mehr!

[Teo D. (teoderix)]

Holger schrieb:
> Oder
> ist Keramikkondensator ebenfalls OK?

Besser.
Tantals liegen mit ihrem ESR zwischen Alu-Elkos und Kerkos.

Besser im Sinne von: Ich hab keine Ahnung, ob das bei EEProms 
überhaupt nötig ist, o. ein 100nF bzw. 10nF ausreichen würden.

[Uwe D. (monkye)]

Teddy schrieb:
> Holger schrieb:
>> Macht es Sinn, den 1µF bei neuen Designs als Tantal auszuführen?
>
> Nein
>
>> Heute ist 1µF mit
>> Baugröße 0603 kein Problem mehr.
>>
>> Gruß Holger
>
> Bist du noch von Heute oder von Gestern?
> 1uF ist selbst mit 0201/10V kein Problem mehr!

Jetzt hast Du ihm es mal so richtig gegeben. Eine Antwort auf die Frage 
hast Du nicht geschrieben...

[Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)]

Umgekehrt gedacht: Wozu hat man die Stützkondensatoren?

1. Um die Leitungsinduktivität von der Spannungsquelle zu kompensieren 
und lokal eben keine Spannungseinbrüche zu riskieren.
2. Um hochfrequente Ströme von der Spg-Versorgung zum Baustein möglichst 
klein zu halten und damit EMV-Problemen vorzubeugen
3. Um Störungen durch den Baustein selbst in die restliche Schaltung zu 
minimieren.

Wenn also 100nF ausreichen, dann bleib dabei. Ta-Kondensatoren haben ggü 
MLCC nur den Vorteil, daß die Kapazität bei höher werdender 
Bias-Spannung nicht wegbricht und auch die Energiedichte höher ist. Der 
Preis dafür ist aber ein hoher ESR, was einen Ta-Ko als Stützkondensator 
für hochfrequente Ströme unbrauchbar macht; bei 0603-Format und 10uF 
sind 5 Ohm durchaus drin, d.h. für jedwede Störung über 3kHz ist der 
Ta-Ko nicht existent.

@ Teddy: Wenn man 1uF in 0201 einbaut, wünsche ich viel Spaß - da 
bleiben bei 3V nur mehr ein paar 100nF übrig.

[Boden Ständiger (Gast)]

Holger schrieb:
> ich mache bei vielen Bausteinen (z.B. serielles EEPROM) als
> Stützkondensatoren einen 100nF Keramikkondensator (Baugröße 0603) und
> parallel noch einen 1µF/16V Tantal (Baugröße A -> ca. Baugröße 1206).

Völlig überkandidelt.

Bei einem angenommenen Spitzenstrom von 5mA (24LC256: 3mA) eines
EEPROMs ist ein 100nF Kondensator völlig ausreichend.

Früher hat man stromfressende Bustreiber in 74LSxxx (oder sogar
74Fxxx) Technik auch nur mit 100nF ausreichend entkoppelt.

[Kriseninterventionsspezialist (Gast)]

Der EEPROM wird auch für sich mit 100 nF zufrieden sein.

Wenn ich mit höheren Spitzenströmen rechnen muss, z.B.
Controller die zwischen Sleepmodus und normalem Betrieb
wechseln, dann statt der 100 nF oder parallel dazu ein
Kerko von ca. 5 µF mit hinreichender Spannungsfestigkeit.

Obwohl 0201 sicher noch bessere ESR-Werte hat, mit
solchem Feinstaub möchte ich doch nicht hantieren.

Ta-Elkos in der Grösse 50 µF setze ich zum Abblocken und
Entrauschen der Versorgungsspannung von OPVs ein.
Auch hier auf hinreichende Spannungsfestigkeit achten.

[Teddy (Gast)]

Jürgen W. schrieb:
> @ Teddy: Wenn man 1uF in 0201 einbaut, wünsche ich viel Spaß - da
> bleiben bei 3V nur mehr ein paar 100nF übrig.

Schwachsinn.

https://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/capacitor/mlcc/c02e.ashx

Seite 270 ein Beispiel zu einem X7R/50V 100nF.
Bei 50V anliegender Spannung halbiert sich die Kapazität.
Mit 3V bei 10V Rating sind wir meilenweit davon entfernt.
Ergo drüften man bei 3V ca. bei 700nF liegen.

Übrigens, du arbeitest bei Med El? Cool, meine Freundin hat einen CI von 
euch.
Vielleicht hast du das ja mitgefrickelt! :D

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Ich habe Tantals inzwischen fast vollständig verbannt, irgendwie finde 
ich keinen Grund noch welche zu verbauen. Sicher gibts welche, sonst 
gäbe es keine Tantals mehr.
Im Preis liegt liegt da ca. ein Faktor 10 dazwischen, und die 
Coltan-Story ist auch nicht so schön zu lesen.

[Klaus R. (klara)]

Teddy schrieb:
> 
https://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/capacitor/mlcc/c02e.ashx
>
> Seite 270 ein Beispiel zu einem X7R/50V 100nF.
> Bei 50V anliegender Spannung halbiert sich die Kapazität.
> Mit 3V bei 10V Rating sind wir meilenweit davon entfernt.
> Ergo drüften man bei 3V ca. bei 700nF liegen.

Murata bietet auch ein Online-Tool an mit dem man die Daten jeden Kerkos 
ansehehen kann.

https://ds.murata.co.jp/simsurfing/mlcc.html?lcid=en-us
mfg klaus

[René F. (Gast)]

Ich stütze nur mit 100nF Kerkos ab, noch eine kleine Randnotiz: Kleinere 
Packages lassen sich vielleicht nicht mehr so einfach händisch löten, 
haben aber häufig einen geringeren L-Anteil was sie für 
Stützkondensatoren geeigneter macht.

[Florian V. (florianv)]

Teddy schrieb:
> Seite 270 ein Beispiel zu einem X7R/50V 100nF.
> Bei 50V anliegender Spannung halbiert sich die Kapazität.
> Mit 3V bei 10V Rating sind wir meilenweit davon entfernt.
> Ergo drüften man bei 3V ca. bei 700nF liegen.

So kann man bei Keramikkondensatoren leider nicht denken. Die Stärke des 
Kapazitätsverlusts ist grob gesagt abhängig von der Kapazität je Volumen 
(und Nennspannung je Volumen).
Wenn's blöd kommt, landest Du bei 10%..15% Restkapazität bei 
Nennspannung.
Und ja, im Zweifelsfall muss man das für jeden Kondensatortyp 
nachrecherchieren, das kann von Hersteller zu Hersteller, von Typ zu Typ 
unterschiedlich sein.

Bei Simsurfing auf die Schnelle gefunden:
GRM033R60J105MEA2
1uF, 0201, 6,3V

Bei Nennspannung stolze 14,6% der Nennkapazität.
Bei 3V 35%

[Anja (Gast)]

Jürgen W. schrieb:
> Der
> Preis dafür ist aber ein hoher ESR, was einen Ta-Ko als Stützkondensator
> für hochfrequente Ströme unbrauchbar macht; bei 0603-Format und 10uF
> sind 5 Ohm durchaus drin, d.h. für jedwede Störung über 3kHz ist der
> Ta-Ko nicht existent.

Boden Ständiger schrieb:
> Früher hat man stromfressende Bustreiber in 74LSxxx (oder sogar
> 74Fxxx) Technik auch nur mit 100nF ausreichend entkoppelt.

Bei Multilayer mit Versorgungs + Massefläche: Ja.

Im 2-Lagen Layout entstehen durch die ganzen Zuleitungsinduktivitäten 
schädliche Parallelresonanzen zwischen den Keramik-Kondensatoren.

Der Sinn des 1-10uF Elkos ist hauptsächlich mit Hilfe des ESR diese 
Parallel-Resonanzen an kritischen Bauteilen (Prozessor, Speicher) zu 
bedämpfen. Vom Preis her würde ich heutzutage eher Aluminium Elkos 
verwenden sofern der Platz ausreicht.

Gruß Anja