nanofarad

Un nano-farad (nF) est une unité de capacité électrique égale à 10-9 farads, soit un milliardième de farad. Il mesure la capacité d'un condensateur à stocker une charge électrique. En termes pratiques, un condensateur de 1 nF stocke une charge de 1 nanocoulomb lorsqu'il est soumis à 1 volt à ses bornes. Cette unité est omniprésente dans la fabrication électronique, la conception de PCB et la spécification de composants, car la plupart des condensateurs réels utilisés dans les circuits radiofréquence, la logique numérique et le conditionnement de signaux se situent dans la plage des nanofarads.

Le nano-farad se situe entre le microfarad (µF, ou 1 000 nF) plus grand et le picofarad (pF, ou 0,001 nF) plus petit dans la hiérarchie des valeurs de condensateurs. Dans les travaux RF et micro-ondes, les ingénieurs travaillent souvent avec des picofarads; dans les alimentations et les circuits audio, les microfarads dominent. La zone des nanofarads gère le découplage haute fréquence, le couplage entre étages, le filtrage et les circuits résonants. Un condensateur de couplage typique dans un amplificateur audio peut être de 100 nF, tandis qu'un condensateur de dérivation sur un circuit intégré logique est souvent de 10 nF ou 100 nF.

La tolérance et le coefficient de température des condensateurs deviennent critiques aux valeurs en nanofarads. Un condensateur de 100 nF marqué avec une tolérance de 10 % peut varier de 90 nF à 110 nF, ce qui est important lorsqu'un contrôle précis de la fréquence est nécessaire. Les condensateurs céramiques de la gamme des nanofarads sont bon marché et compacts, mais présentent des effets piézoélectriques et une capacité non linéaire avec la tension appliquée. Les condensateurs à film offrent une meilleure stabilité mais occupent plus d'espace. Les fiches techniques déclarent toujours la capacité en nanofarads pour faciliter le référencement croisé lors de la conception et de l'approvisionnement.

La mesure de la capacité de l'ordre du nanofarad nécessite une technique minutieuse. Les multimètres avec mesure de capacité ont généralement du mal en dessous de 100 nF en raison de la capacité parasite des cordons de test et du multimètre lui-même. Les ponts LCR (instruments d'inductance, de capacité, de résistance) conçus pour la métrologie RF utilisent une mesure à 4 fils ou Kelvin pour éliminer les effets des fils, en appliquant un signal CA précis et en mesurant l'impédance sur une fréquence connue. À une fréquence de test de 1 MHz, un condensateur de 1 nF présente une impédance d'environ 159 ohms, c'est pourquoi la fréquence de test fait partie de la spécification.

Le nom dérive directement du système de préfixes SI : nano- signifie 10-9, et farad est l'unité SI de capacité, nommée d'après Michael Faraday. Les ingénieurs l'abrègent en nF dans les schémas, les fiches techniques et les documents d'approvisionnement. La confusion entre nF et µF a causé de réelles défaillances de conception en production, en particulier lorsque des étiquettes manuscrites ou une mauvaise numérisation OCR ont mal interprété l'un pour l'autre, entraînant des circuits qui ne parviennent pas à osciller à la fréquence prévue ou deviennent instables.