コンデンサの歴史と選び方（後編）

2-1. 電気特性とサイズ

コンデンサの選定においては、電気特性・サイズ・信頼性・コストなどの各要件が総合的に評価されますが、その中でまず重要となるのが電気特性とサイズです。機器が求める性能・サイズの実現のために、まずこれらの要求を満たせるコンデンサに絞り込まれます。それほど高性能・高機能を必要としない機器では、使用される半導体の電流が小さいため、コンデンサに求められる電気特性・サイズはそれほど厳しいものではありません。そのため、低コストの一般電解コンデンサが利用可能です。一方で、高性能・高機能を必要とする機器の場合は半導体の電流が大きくなるため、電気特性においては特に低ESRのコンデンサを必要とします。この要求は一般電解コンデンサでは満足することが難しくなるため、導電性高分子コンデンサが使用されます。^※
　※電圧変動に敏感な半導体が使用される0.xV～100Vの回路における両者の比較。セラミックコンデンサ併用あり。

導電性高分子コンデンサ商品内での使い分けとしては、実装スペース(面積・高さ)に余裕のある場合はOS-CONやHybrid、余裕のない場合はSP-CapやPOSCAPとなります。特に最先端の高性能な機器はたくさんの回路が詰め込まれたり、小型が求められたりするため、コンデンサの実装スペース(面積・高さ)の余裕が著しく減少し、SP-CapやPOSCAPがより活用される傾向があります。
それぞれの商品の定格の違いにより、活用される回路電圧・電流領域は異なるものとなっています(下記図)が、特に近年は、AI実用化の進展でデータセンターだけでなく、実装スペースに制限のある情報端末においてもAI機能実行のためにプロセッサの高性能化が進み、導電性高分子コンデンサの活用機会が増えています。

2-2. 信頼性とコスト

電気特性・サイズを満たすコンデンサに絞り込んだ後は、要求される信頼性・コストを満足できるコンデンサを考える必要があります。一般電解コンデンサは、電気特性・サイズの条件を満たしている場合、コスト面で最適な選択肢です。しかし車載・産業機器において、使用温度や機器寿命要求が厳しい場合、一般電解コンデンサでは要求を満たせないと判断されることがあります。また場合によっては、故障リスクとして、一般アルミ電解コンデンサは液漏れ・ドライアップ、一般タンタル電解コンデンサは発火を懸念し、敬遠される場合があります。導電性高分子コンデンサは、このような状況においてしばしば選択されます。温度特性や信頼性において一般電解コンデンサよりも安定しているという特長があるためです。
特に近年は、車載機器だけでなくIoT・エッジコンピューティング・ロボットなどにおいて屋外使用が増加し、情報通信機器ではサステイナビリティ要求の高まりにより従来より長期運用を求められるなど、導電性高分子コンデンサが選ばれるケースが増えています。

2-3. 機器要求とコンデンサの選定傾向

最後に、一般電解コンデンサと導電性高分子コンデンサの使い分けの傾向について簡易的に表にまとめます。機器の各要求が厳しくない場合は一般電解コンデンサが使用され、各要求の度合いが高い先進機器においては大電流・高信頼・小型に対応可能な導電性高分子コンデンサの各商品が最適となっています。