Die Größe von Kondensatoren ist nicht im gleichen Maße kleiner geworden wie die von Transistoren, hauptsächlich aufgrund von Unterschieden in ihrer Herstellung und ihren Betriebsprinzipien. Transistoren haben von Fortschritten in der Halbleitertechnologie profitiert, die es Herstellern ermöglichen, ihre Komponenten durch Innovationen wie Fotolithographie und Materialverbesserungen zu miniaturisieren. Kondensatoren hingegen beruhen auf der physikalischen Trennung zweier leitender Platten durch ein Isoliermaterial (Dielektrikum). Die Verkleinerung der Kondensatorgrößen bei gleichzeitiger Beibehaltung der Kapazität erfordert eine präzise Kontrolle der Dielektrikumsdicke und der Materialeigenschaften, was eine Herausforderung bei der Erzielung einer mit Transistoren vergleichbaren Miniaturisierung darstellt. Darüber hinaus erfordert die Reduzierung der Kondensatorgröße ohne Einbußen bei der Leistung häufig Kompromisse bei Kapazitätswerten, Spannungswerten und Zuverlässigkeit, was die Verkleinerungsbemühungen weiter erschwert.
Die Miniaturisierung von Transistoren stößt auf physikalische Grenzen, die mit den Eigenschaften von Materialien und dem Verhalten von Elektronen auf atomarer Ebene zusammenhängen. Wenn Transistoren auf kleinere Abmessungen verkleinert werden, treten Probleme wie Leckströme, Quanteneffekte und Wärmeableitung stärker hervor. Diese Herausforderungen schränken die Möglichkeit ein, kleine Transistoren herzustellen, ohne ihre Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz zu beeinträchtigen. Ingenieure erforschen ständig neue Materialien, Gerätearchitekturen und Herstellungstechniken, um diese Einschränkungen zu überwinden und die Grenzen der Transistorminiaturisierung zu erweitern.
Fortschritte in der Materialwissenschaft und in den Herstellungsprozessen haben die Entwicklung neuer Kondensatortechnologien ermöglicht, die kleiner und kompakter als ältere Designs sind. Innovationen bei dielektrischen Materialien wie Keramik, Polymerfilm und Tantal haben es Herstellern ermöglicht, Kondensatoren mit höherer Kapazitätsdichte in kleineren Gehäusen herzustellen. Darüber hinaus haben Verbesserungen bei Elektrodenmaterialien und Konstruktionstechniken dazu beigetragen, die physische Größe von Kondensatoren zu verringern und gleichzeitig ihre elektrische Leistung beizubehalten oder sogar zu verbessern. Diese Fortschritte haben die Entwicklung kleinerer, effizienterer Kondensatoren erleichtert, die für moderne elektronische Anwendungen geeignet sind.
Einige Kondensatoren sind aufgrund ihrer Designanforderungen und beabsichtigten Anwendungen von Natur aus groß. Kondensatoren, die für Hochspannungsanwendungen, Energiespeicherung oder Leistungsfaktorkorrektur verwendet werden, erfordern häufig größere physikalische Abmessungen, um höhere Kapazitätswerte und Nennspannungen zu ermöglichen. Große Kondensatoren werden auch in der Leistungselektronik, in Elektrofahrzeugen und in Industrieanlagen eingesetzt, wo Robustheit, Zuverlässigkeit und Leistung unter anspruchsvollen Bedingungen von entscheidender Bedeutung sind. Trotz der Bemühungen, Kondensatoren zu miniaturisieren, erfordern bestimmte Anwendungen größere Größen, um bestimmte Leistungskriterien zu erfüllen und Betriebssicherheit und Langlebigkeit zu gewährleisten.
Der kleinste Kondensator hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. der Art der Kondensatortechnologie, dem Kapazitätswert, der Nennspannung und der beabsichtigten Anwendung. SMT-Kondensatoren (Surface Mount Technology) gehören zu den kleinsten auf dem Markt. Ihre Größe reicht von Bruchteilen eines Millimeters (0603, 0402 oder kleiner) bis hin zu einigen Millimetern. Diese Miniaturkondensatoren werden häufig in kompakten elektronischen Geräten wie Smartphones, Tablets und tragbaren Elektronikgeräten verwendet, bei denen Platzeffizienz und Leistung von entscheidender Bedeutung sind. Kondensatoren mit Kapazitätswerten im Picofarad (pF) oder sogar Femtofarad (fF) werden in Hochfrequenzanwendungen und integrierten Schaltkreisen verwendet, wo präzise Kapazität und kleine Formfaktoren erforderlich sind.