La storia dei condensatori in porcellana ad alto Q ha seguito l’evoluzione della tecnologia a stato solido.

Se ne ha traccia alla fine degli anni 60 con i primi progetti di Motorola e RCA di amplificatori di potenza UHF a transistor, infatti per le bande HF e VHF si usavano già i tipi "mica Unelco" ma in UHF non davano risultati soddisfacenti. In presenza di alta potenza con i tubi (valvole) le impedenze in gioco sono medio - alte, si lavora quindi in regime di alte tensioni con basse correnti. Con i transistor di potenza si è in presenza di basse o bassissime impedenze sulla base e sul collettore, in tali applicazioni i circuiti di matching e tuning, per riportare a 50 Ω, lavorano in regime di alta corrente anche in presenza di potenze non elevate.

Con questa nuova tipologia di progetto era necessario disporre di condensatori a basso E.S.R. (Resistenza Serie Equivalente), questo è infatti il parametro principale da tenere in considerazione e sul quale si basa tutta l’evoluzione dei condensatori ad alto Q. La perdita in un condensatore è indicata dal suo tan δ o fattore di dissipazione mentre la ESR indica la resistenza equivalente, posta in serie al condensatore, che dissipa potenza sotto forma di calore e introduce attenuazione.

Questa tabella indica chiaramente il comportamento di 3 tipi diversi di condensatori in presenza di media potenza (1 A) e di alta potenza (3 A), una potenza dissipata di solo 1 W è decisamente sconsigliabile.

La ESR si comporta come un fattore scatenante a valenza doppia, primo perchè dissipa potenza e introduce attenuazione , secondo perchè la potenza dissipata è causa stessa di autoriscaldamento e quindi di ulteriore degrado , sia in termini di caratteristiche elettriche che di diminuzione della vita del condensatore.

	Aumentare la SRF nei condensatori ATC100A o B Normalmente i condensatori ATC 100 sono montati in modo da avere la scritta parallela al circuito stampato, le linee che costituiscono gli strati risultano parallele al circuito. Per aumentare di molto (circa il doppio) la frequenza SRF del condensatore è consigliato effettuare il montaggio con la scritta verticale rispetto al circuito. infatti, come si vede dai disegni, le frequenze SRF sono quasi raddoppiate. Il primo esempio raffigura un condensatore case B da 62 pF, il costruttore garantisce una SRF > 900 MHz, in effetti dal grafico in alto il network analyzer mostra una SRF di 1.55 GHz. Con il montaggio verticale la SRFsi è alzata a 2.7 GHz. Il secondo esempio mostra un condensatore case A da 4.7 pF, il costruttore garantisce una SRF > 4 GHz , in effetti dal grafico in alto il networ analyzer mostra una SRF di 7.6 GHz . Con il montaggio verticalela SRF si è alzata a 12.3 GHz. Questa miglioria è utile solo nel caso si usino circuiti a banda estremamente larga, dove si ha necessità di usare condensatori di capacità molto alta rispetto alla loro massima frequenza utilizzabile, con la possibilità di avere la SRF entro la banda di utilizzo. Per circuiti a banda stretta questa miglioria è del tutto inutile.
62pF case B
4.7pF case A

La struttura a multistrato garantisce una bassissima induttanza serie e resistenza serie ESR ed una notevole corrente RF poiché il risultato è un parallelo di molti condensatori. Costruiti con ceramica ad elevata purezza (porcellana), hanno una notevole stabilità termica anche in condizioni ambientali estreme vs. temperatura e umidità. L’utilizzo anche a basso livello ( front-end a basso rumore in ricezione ) come dc block sul segnale di ingresso, permette di raggiungere valori molto bassi di figura di rumore, se combinati a dispositivi low noise quali GaAsFet, Hemt ecc...

Serie 100B tensione estesa

La serie ATC 100B a tensione estesa si differenzia dalla serie a tensione standard per una maggior tensione di isolamento che per i valori fino a 100pF raggiunge 1500V, 1000V per i valori fino 470pF e 300V per i valori fino 1000pF.

Dai parametri forniti dalla ATC si nota un deciso incremento della corrente massima sopportabile che, per i valori a bassa e media capacità e fino a circa 200/400 MHz, risulta essere anche tre volte superiore, mentre ESR (resistenza equivalente serie) e SRF (frequenza di auto risonanza) rimangono invariate.

Questa particolarità ci ha indotto a verificare la corrente massima sopportata anche paragonata alla serie ATC 100C (la serie 100C è caratterizzata da una forte corrente e tensione più elevata adatta per potenze ancora superiori ma dal costo molto elevato). Dai parametri forniti da ATC infatti abbiamo notato che la serie 100B a tensione estesa può sopportare una corrente paragonabile, ma a volte anche superiore, rispetto alla serie 100C. Come regola empirica si può considerare che la serie 100B a tensione estesa è paragonabile alla serie 100C per frequenze superiori a 15-60 MHz e per capacità superiori a 4.7pF.

La serie ATC 100B a tensione estesa è molto concorrenziale rispetto alla serie 100C, inoltre in molti casi può risolvere il problema della massima dissipazione rispetto alla serie 100B standard con un costo superiore solamente del 15%.

A titolo esemplificativo riportiamo alcuni parametri di funzionamento forniti dalla ATC.

SERIE 800B

La serie 800B è l’ultima nata in casa ATC ed è caratterizzata da una ESR (resistenza equivalente serie) molto bassa grazie all’utilizzo di elettrodi in argento. Essa è stata progettata principalmente per applicazioni oltre 200 MHz dove il miglioramento della ESR e del trasferimento di calore sono particolarmente apprezzabili e comportano di conseguenza un incremento della corrente massima sopportata.

Tra le caratteristiche di rilievo della serie 800B c’è anche una migliore SRF (frequenza di auto risonanza) e stabilità termica NP0, la tensione "standard" di isolamento è uguale alla serie 100B e 700B, anche le dimensioni del footprint sono esattamente uguali.

A titolo esemplificativo riportiamo alcuni parametri di funzionamento forniti dalla ATC.