Os tamanhos dos capacitores não diminuíram na mesma proporção que os transistores, principalmente devido a diferenças em seus princípios operacionais e de fabricação. Os transistores se beneficiaram dos avanços na tecnologia de semicondutores, permitindo aos fabricantes miniaturizar seus componentes por meio de inovações como fotolitografia e melhorias de materiais. Os capacitores, por outro lado, dependem da separação física de duas placas condutoras por um material isolante (dielétrico). Reduzir o tamanho dos capacitores e manter a capacitância requer controle preciso sobre a espessura dielétrica e as propriedades do material, o que apresenta desafios para alcançar a miniaturização comparável aos transistores. Além disso, reduzir o tamanho do capacitor sem comprometer o desempenho geralmente envolve compensações nos valores de capacitância, classificações de tensão e confiabilidade, o que complica ainda mais os esforços de redução.
A miniaturização de transistores enfrenta limites físicos relacionados às propriedades dos materiais e ao comportamento dos elétrons em escalas atômicas. À medida que os transistores são reduzidos para dimensões menores, questões como correntes de fuga, efeitos quânticos e dissipação de calor tornam-se mais pronunciadas. Esses desafios restringem a viabilidade da fabricação de pequenos transistores sem comprometer seu desempenho, confiabilidade e eficiência. Os engenheiros exploram continuamente novos materiais, arquiteturas de dispositivos e técnicas de fabricação para superar essas limitações e ampliar os limites da miniaturização de transistores.
Os avanços na ciência dos materiais e nos processos de fabricação permitiram o desenvolvimento de novas tecnologias de capacitores que são menores e mais compactos do que os designs mais antigos. Inovações em materiais dielétricos, como cerâmica, filme polimérico e tântalo, permitiram que os fabricantes produzissem capacitores com densidades de capacitância mais altas em embalagens menores. Além disso, melhorias nos materiais dos eletrodos e nas técnicas de construção contribuíram para reduzir o tamanho físico dos capacitores, mantendo ou mesmo melhorando seu desempenho elétrico. Esses avanços facilitaram a criação de capacitores menores e mais eficientes, adequados para aplicações eletrônicas modernas.
Alguns capacitores são inerentemente grandes devido aos requisitos de projeto e às aplicações pretendidas. Capacitores usados para aplicações de alta tensão, armazenamento de energia ou correção de fator de potência geralmente exigem dimensões físicas maiores para acomodar valores de capacitância e classificações de tensão mais altos. Grandes capacitores também são usados em eletrônica de potência, veículos elétricos e equipamentos industriais onde robustez, confiabilidade e desempenho sob condições exigentes são críticos. Apesar dos esforços para miniaturizar capacitores, certas aplicações necessitam de tamanhos maiores para atender a critérios específicos de desempenho e garantir segurança operacional e longevidade.
O capacitor de menor tamanho depende de vários fatores, como tipo de tecnologia de capacitor, valor de capacitância, classificação de tensão e aplicação pretendida. Os capacitores de tecnologia de montagem em superfície (SMT) estão entre os menores disponíveis, com tamanhos que variam de frações de milímetro (0603, 0402 ou menores) a alguns milímetros em dimensões. Esses capacitores em miniatura são comumente usados em dispositivos eletrônicos compactos, como smartphones, tablets e eletrônicos vestíveis, onde a eficiência de espaço e o desempenho são cruciais. Capacitores com valores de capacitância picofarad (pF) ou mesmo femtofarad (fF) são usados em aplicações de alta frequência e circuitos integrados onde são necessários capacitância precisa e fatores de forma pequenos.