Основы ферроэлектрических измерений

Основы поляриметрии

Величина поляризации не может быть измерена напрямую. Поэтому к образцу прикладывается напряжение треугольной волны V, и возникающая поляризация приводит к появлению дополнительного поверхностного заряда.
Измерения гистерезиса позволяют измерить этот поверхностный заряд. По горизонтальной оси строится график (кривая QV): приложенное напряжение V, а по вертикальной оси - поверхностный заряд Q. Кроме того, напряжение V на горизонтальной оси делится на толщину образца, d, чтобы преобразовать его в электрическое поле, E, а поверхностный заряд, Q, на вертикальной оси делится на площадь электрода, S, чтобы преобразовать его в поляризацию, P. (Кривая PE) Существует два метода измерения заряда, Q, методом Зонгетава и методом виртуальной земли, но по причинам, описанным позже, метод виртуальной земли больше подходит для измерений малого объема и высокого разрешения.

Закон о соевой таве

 

 

 

 

 

 

 

 

Поместите эталонный конденсатор Cr на вторичную обмотку (со стороны земли) измеряемого конденсатора (образца).

Измеренное значение поляризационного заряда Q, созданного в образце, совпадает с зарядом Q', созданным в эталонном конденсаторе.

Q' можно рассчитать, измерив первичное напряжение Vr конденсатора и умножив его на емкость Cr конденсатора. Из Q = Q' = CrVr можно рассчитать поляризационный заряд, генерируемый в образце.

Этот метод прост в настройке и используется уже давно, но его недостатком является то, что падение напряжения на опорном конденсаторе может привести к ошибкам приложенного напряжения.
Например, если приложенное напряжение очень мало (10 В и т.д.), первичное напряжение Vr опорного конденсатора будет небольшим, что затруднит измерения.

метод виртуального заземления

 

 

 

 

 

 

 


Метод преобразования добротности в виртуальную землю преодолевает недостатки метода Сои Тава и в настоящее время является наиболее широко используемым методом измерения поляризации. По сути, он аналогичен схеме измерения Сои Тава, но опорный конденсатор помещен в цепь обратной связи операционного усилителя.

Это позволит вам получить следующие улучшения:

  • Устраняет ошибки приложенного напряжения. Вторичная сторона образца является землей. Поэтому все напряжения, приложенные к образцу, прикладываются к нему.
  • Увеличение напряжения, появляющегося на опорном конденсаторе, облегчает измерение напряжения. (Поскольку падение напряжения на эталонном конденсаторе не превращается в ошибку приложенного напряжения, в качестве эталонного конденсатора можно использовать конденсатор небольшой емкости).

Как видно из вышесказанного, можно использовать не только конденсаторы большой емкости, но и образцы пленки/толстой пленки, а также конденсаторы малой емкости, которые могут быть точно измерены.

Сопутствующие товары