コンデンサの歴史

コンデンサーの歴史の草創期は、電子の発見以前から、主に電気を早期に理解するためにコンデンサーが使用されていた時代でした。 手をつないで列を作ってコンデンサーを放電させるなど、パーラーでのデモンストレーションを行う時間でもありました。 コンデンサの現代は、電気実用時代の幕開けとともに 1800 年代後半に始まり、特定の特性を備えた信頼性の高いコンデンサが必要になりました。

1909 年に、ウィリアム デュビリエは小型のマイカ コンデンサを発明し、無線ハードウェアの共振回路の受信側で使用されました。

初期のマイカコンデンサは基本的に、「クランプドマイカコンデンサ」と呼ばれるものとして、マイカと銅箔の層を互いにクランプしたものでした。 ただし、これらのコンデンサはあまり信頼性がありませんでした。 雲母シートを金属箔に押し付けただけであるため、雲母と箔の間には空隙がありました。 これらのギャップにより酸化や腐食が起こり、プレート間の距離が変化して静電容量が変化する可能性がありました。

1920年代に、マイカの両面を金属でコーティングしてエアギャップを排除した銀マイカコンデンサが開発されました。 厚い箔の代わりに薄い金属コーティングを使用すれば、コンデンサを小さくすることもできます。 これらは非常に信頼できるものでした。 もちろんそこで終わりではありません。 コンデンサの現代は、魅力的なストーリーを生み出す画期的な進歩によって特徴づけられてきました。 見てみましょう。

より高い静電容量を得るために、雲母や二酸化チタンの 10 倍の誘電率を持つ別のセラミックであるチタン酸バリウムが使用されました。 しかし、それらは電気パラメータの安定性が低く、安定性がそれほど重要でない場合にのみマイカを置き換えることができました。 これは第二次世界大戦後改善されました。

1961 年に設立されたアメリカの会社は、より小型で静電容量が大きい積層セラミック コンデンサ (MLCC) の先駆けとなりました。 2012 年の時点では、10^12 を超えるチタン酸バリウム MLCC が毎年生産されています。

1890 年代に Charles Pollak は、アルミニウム陽極上の酸化物層が中性またはアルカリ溶液中で安定であることを発見し、1897 年にホウ砂電解質アルミニウム コンデンサーの特許を取得しました。 最初の「湿式」電解コンデンサは 1920 年代に短期間ラジオに登場しましたが、寿命は限られていました。 水分含有量が高いため、「ウェット」と呼ばれていました。 それらは基本的に、水に溶解したホウ砂または他の電解質の溶液に浸漬された金属陽極を備えた容器でした。 容器の外側はもう一方のプレートとして機能しました。 これらは、中継ノイズを低減するために大規模な電話交換機で使用されていました。

電解コンデンサの現代の祖先となる特許は、1925 年にサムアル ルーベンによって申請されました。 彼は、酸化物でコーティングされたアノードと第2のプレートである金属箔の間にゲル状の電解質を挟み込み、水を満たした容器の必要性を排除しました。 その結果生まれたのが「乾式」電解コンデンサでした。 もう一つの追加は、フォイルの巻きの間に紙のスペースを設けたことです。 これらすべてにより、サイズと価格が大幅に削減されました。

1936 年、コーネル デュビリエ社は、静電容量を増やすためにアノード表面を粗くするなどの改良を加えたアルミニウム電解コンデンサを発表しました。 同時に、電動ガン会社の Hydra-Werke がドイツのベルリンで量産を開始しました。

第二次世界大戦後、ラジオおよびテレビ技術の急速な発展により、生産量が増加し、スタイルやサイズも多様になりました。 改善には、有機物をベースとした新しい電解質を使用することによる、漏れ電流と等価直列抵抗 (ESR) の削減、より広い温度範囲、およびより長い寿命が含まれます。 1970 年代から 1990 年代にかけてのさらなる開発には、漏れ電流の低減、ESR のさらなる低減、および温度の上昇も含まれていました。

「コンデンサの疫病」として知られるようになった問題は、2000 年から 2005 年にかけて発生しました。おそらく、盗まれたレシピが使用されたためですが、特定の安定化物質がなかったため、早期故障につながりました。