知識分享|細講直流偏壓

發(fā)布日期:2024.07.15分享到:

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陶瓷電容器的靜電容量會隨著施加的電壓變化,在直流電壓下,這種現(xiàn)象被稱為直流偏壓特性。在低介電常數(shù)系(上圖)中,靜電容量的變化幾乎不顯著,但在高介電常數(shù)系(下圖)的B特性和特別是F特性的陶瓷電容器中,這種變化非常明顯。這是因為高介電常數(shù)系使用了自發(fā)極化的強電介質(如鈦酸鋇BaTiO3)。



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陶瓷是由許多晶粒(grains)組成的多晶體。 在強電介質中,晶粒的分域(domains)的自發(fā)極化會相互抵消,因此整體上不顯示自發(fā)極化。 然而,隨著施加的直流電場強度增加,最初自發(fā)極化的方向會逐漸與電場方向對齊,導致介電常數(shù)增大。



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但如果進一步增加電場,極化方向會完全對齊并達到飽和狀態(tài),此時介電常數(shù)反而會下降。因此,在施加DC偏置時,需要考慮電介質的特性、使用電壓和耐壓。此外,電容器的尺寸越小,DC偏置引起的靜電容量減少越顯著。

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粒界:表示晶粒之間的邊界。 結晶粒:表示單個晶粒。
分域(Domain):表示晶粒內部的區(qū)域,每個區(qū)域具有相同的自發(fā)極化方向。
自發(fā)分極的方向:箭頭表示自發(fā)極化的方向。
在沒有外部電場時,不同分域的自發(fā)極化方向互相抵消,整體上不顯示自發(fā)極化。
在施加直流電場時,自發(fā)極化方向逐漸與電場方向對齊,導致介電常數(shù)先增大后減小。



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