ضریب جذب خازنهای لایهای به چه معناست؟ آیا هرچه کوچکتر باشد، بهتر است؟
قبل از معرفی ضریب جذب خازنهای فیلم، بیایید نگاهی به دیالکتریک، قطبش دیالکتریک و پدیده جذب خازن بیندازیم.
دی الکتریک
دیالکتریک یک ماده نارسانا است، یعنی یک عایق، بدون بار داخلی که بتواند حرکت کند. اگر یک دیالکتریک در یک میدان الکترواستاتیک قرار گیرد، الکترونها و هستههای اتمهای دیالکتریک تحت تأثیر نیروی میدان الکتریکی، "جابجایی نسبی میکروسکوپی" را در محدوده اتمی انجام میدهند، اما "حرکت ماکروسکوپی" از اتمی که به آن تعلق دارند، مانند الکترونهای آزاد در یک رسانا، ندارند. هنگامی که تعادل الکترواستاتیکی حاصل میشود، قدرت میدان درون دیالکتریک صفر نیست. این تفاوت اصلی بین خواص الکتریکی دیالکتریکها و رساناها است.
قطبش دیالکتریک
تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمال شده، یک گشتاور دوقطبی ماکروسکوپی در داخل دیالکتریک در امتداد جهت میدان الکتریکی ظاهر میشود و یک بار مقید روی سطح دیالکتریک ظاهر میشود که همان قطبش دیالکتریک است.
پدیده جذب
پدیده تأخیر زمانی در فرآیند شارژ و دشارژ خازن ناشی از قطبش آهسته دیالکتریک تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمال شده است. درک رایج این است که خازن باید فوراً کاملاً شارژ شود، اما بلافاصله پر نمیشود؛ خازن باید بار را به طور کامل آزاد کند، اما آزاد نمیشود و پدیده تأخیر زمانی رخ میدهد.
ضریب جذب خازن لایهای
مقداری که برای توصیف پدیده جذب دیالکتریک خازنهای لایهای استفاده میشود، ضریب جذب نامیده میشود و با Ka نشان داده میشود. اثر جذب دیالکتریک خازنهای لایهای، مشخصههای فرکانس پایین خازنها را تعیین میکند و مقدار Ka برای خازنهای دیالکتریک مختلف بسیار متفاوت است. نتایج اندازهگیری برای مدت زمانهای مختلف آزمایش یک خازن یکسان، متفاوت است. مقدار Ka همچنین برای خازنهایی با مشخصات یکسان، تولیدکنندگان مختلف و دستههای مختلف، متفاوت است.
بنابراین اکنون دو سوال وجود دارد-
سوال ۱: آیا ضریب جذب خازنهای لایهای تا حد امکان کوچک است؟
سوال ۲: اثرات نامطلوب ضریب جذب بزرگتر چیست؟
الف۱:
تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمال شده: هرچه Ka کوچکتر باشد (ضریب جذب کوچکتر) → قطبش دیالکتریک (یعنی عایق) ضعیفتر → نیروی اتصال روی سطح دیالکتریک کمتر → نیروی اتصال دیالکتریک روی کشش بار کوچکتر → پدیده جذب خازن ضعیفتر → خازن سریعتر شارژ و دشارژ میشود. حالت ایدهآل: Ka برابر با 0 است، یعنی ضریب جذب برابر با 0 است، دیالکتریک (یعنی عایق) تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمال شده هیچ پدیده قطبش ندارد، سطح دیالکتریک هیچ نیروی اتصال کششی روی بار ندارد و پاسخ شارژ و دشارژ خازن هیچ هیسترزیس ندارد. بنابراین، ضریب جذب خازن لایهای هر چه کوچکتر باشد، بهتر است.
الف۲:
تأثیر خازنی با مقدار Ka خیلی بزرگ در مدارهای مختلف به اشکال مختلف به شرح زیر آشکار میشود.
۱) مدارهای دیفرانسیلی به مدارهای کوپل شده تبدیل میشوند
۲) مدار دندانه ارهای باعث افزایش بازگشت موج دندانه ارهای میشود و بنابراین مدار نمیتواند به سرعت بازیابی شود.
۳) محدودکنندهها، کلمپها، اعوجاج شکل موج خروجی پالس باریک
۴) ثابت زمانی فیلتر هموارسازی فرکانس بسیار پایین بزرگ میشود
(5) نقطه صفر تقویت کننده DC مختل شده است، رانش یک طرفه
۶) دقت مدار نمونهبرداری و نگهداری کاهش مییابد
۷) رانش نقطه کار DC تقویتکننده خطی
۸) افزایش موج در مدار منبع تغذیه
تمام عملکردهای فوق در مورد اثر جذب دیالکتریک از ذات «اینرسی» خازن جداییناپذیر است، یعنی در زمان مشخص شده، شارژ به مقدار مورد انتظار نمیرسد و برعکس، دشارژ نیز همینطور است.
مقاومت عایق (یا جریان نشتی) یک خازن با مقدار Ka بزرگتر با یک خازن ایدهآل (Ka=0) متفاوت است، به این صورت که با افزایش زمان آزمایش، مقاومت افزایش مییابد (جریان نشتی کاهش مییابد). زمان آزمایش جریان مشخص شده در چین یک دقیقه است.
زمان ارسال: ۱۱ ژانویه ۲۰۲۲