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鎖相放大器在低介電常數(shù)材料測(cè)量中的應(yīng)用

日期:2024-08-26瀏覽:828次

隨著集成電路和通信技術(shù)的高速發(fā)展,低介常數(shù)材料(Low-K)被廣泛的應(yīng)用,一般我們將K值<3的材料稱為低介電常數(shù)材料,但在新一代集成電路中,很多器件要求材料的K值<2.5,國(guó)際器件與系統(tǒng)藍(lán)圖(IRDS)還建議在2028年前,開(kāi)發(fā)出K值<2的超低介電材料,材料損耗已經(jīng)接近甚至小于0.005。

而傳統(tǒng)的介電常數(shù)(包括介電頻譜、溫譜),常見(jiàn)的測(cè)量方式諸如高頻Q表或采用阻抗分析儀都不太合適,測(cè)量誤差主要來(lái)自于測(cè)量夾具及導(dǎo)線的損耗以及測(cè)試樣品制備時(shí)的誤差。

北京華測(cè)試驗(yàn)儀器有限公司推出的低損耗材料介電溫譜測(cè)試系統(tǒng)有效的改善了這一困境,利用鎖相放大器能大幅度衰弱噪聲干擾的特性,完成低介電常數(shù)材料精準(zhǔn)的介電溫譜、頻譜測(cè)量。

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鎖相放大器基本原理圖

鎖相放大器是一種對(duì)交變信號(hào)進(jìn)行相敏檢波的放大器。鎖相放大器利用和被測(cè)信號(hào)有相同頻率和相位關(guān)系的參考信號(hào)作為比較基準(zhǔn),只對(duì)被測(cè)信號(hào)本身和那些與參考信號(hào)同頻(或者倍頻)、同相的噪聲分量有響應(yīng)。因此,鎖相放大器能大幅度抑制無(wú)用噪聲,改善檢測(cè)信噪比。此外,鎖相放大器有很高的檢測(cè)靈敏度,信號(hào)處理比較簡(jiǎn)單,是對(duì)弱信號(hào)檢測(cè)的一種有效方法。將鎖相放大器與電橋相互配合,同時(shí)用于交流電壓電流測(cè)量,這就給材料的交流阻抗分析提供了一種高精度的測(cè)量方式。

在材料電學(xué)測(cè)量領(lǐng)域。鎖相放大器不單單可以用于Low-K材料的阻抗測(cè)量,還可應(yīng)用于諸如電池內(nèi)阻測(cè)量(用于儲(chǔ)能電池健康檢測(cè)甚至對(duì)運(yùn)行中的新能源車輛電池做精密的在線檢測(cè)管理)、生物阻抗分析、超導(dǎo)材料的電阻測(cè)量、精密電容檢測(cè)等。




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