المكثفات المعتمدة على التردد :
إذا تم دفع مكثف بجهد متغير بمرور الوقت يتغير بسرعة كافية عند بعض التردد لا يمكن لاستقطاب العازل أن يتبع الجهد. كمثال على أصل هذه الآلية لا يمكن أن تتحرك ثنائيات الأقطاب المجهرية الداخلية التي تساهم في ثابت العزل الكهربائي على الفور وبالتالي مع زيادة تواتر الجهد المتناوب المطبق تكون الاستجابة ثنائية القطب محدودة ويقل ثابت العزل الكهربائي. يُشار إلى ثابت العزل الكهربائي المتغير مع التردد باسم التشتت العازل ويتم التحكم فيه من خلال عمليات استرخاء العازل مثل استرخاء ديباي. في ظل الظروف العابرة يمكن التعبير عن مجال الإزاحة على النحو التالي :
يشير إلى التأخر في الاستجابة من خلال الاعتماد الزمني لـ εr المحسوب من حيث المبدأ من التحليل المجهري الأساسي على سبيل المثال للسلوك ثنائي القطب في العازل. على سبيل المثال وظيفة الاستجابة الخطية. يمتد التكامل عبر التاريخ الماضي بأكمله حتى الوقت الحاضر. ثم يؤدي تحويل فورييه في الوقت المناسب إلى:
حيث εr (ω) هي الآن وظيفة معقدة مع جزء وهمي متعلق بامتصاص الطاقة من المجال بواسطة الوسيط. انظر السماحية. السعة التي تتناسب طرديًا مع ثابت العزل تُظهر أيضًا سلوك التردد هذا. قام فورييه بتحويل قانون جاوس بهذا الشكل لحقل الإزاحة:
حيث j هي الوحدة التخيلية V (ω) هي مكون الجهد عند التردد الزاوي ω ، G (ω) هي الجزء الحقيقي من التيار تسمى التوصيل و C (ω) تحدد الجزء التخيلي من التيار وهي السعة. Z (ω) هي الممانعة المركبة. عندما يملأ مكثف ذو لوحة متوازية بعازل كهربائي فإن قياس الخصائص العازلة للوسيط يعتمد على العلاقة:
حيث يشير رئيس واحد إلى الجزء الحقيقي والجزء الأولي مزدوج الجزء التخيليZ (ω) هو الممانعة المعقدة مع وجود العزل الكهربائيCcmplx (ω) هو ما يسمى السعة المعقدة مع وجود العزل الكهربائي و C0 هو السعة بدون عازل. يعني القياس "بدون العازل" من حيث المبدأ القياس في الفضاء الحر وهو هدف بعيد المنال بقدر ما يُتوقع أن يُظهر الفراغ الكمي سلوكًا غير مثالي مثل ازدواج اللون. ولأغراض عملية عندما تؤخذ أخطاء القياس في الاعتبار غالبًا ما يكون القياس في الفراغ الأرضي أو ببساطة حساب C0 يكون دقيقًا بدرجة كافية.) باستخدام طريقة القياس هذه ، قد يُظهر ثابت العزل صدى عند ترددات معينة تتوافق مع ترددات الاستجابة المميزة (طاقات الإثارة) للمساهمين في ثابت العزل. هذه الرنين هي الأساس لعدد من التقنيات التجريبية لاكتشاف العيوب. طريقة التوصيل تقيس الامتصاص كدالة للتردد. بدلاً من ذلك يمكن استخدام الاستجابة الزمنية للسعة بشكل مباشر كما هو الحال في التحليل الطيفي العابر عميق المستوى. مثال آخر على السعة المعتمدة على التردد يحدث مع مكثفات MOS حيث يعني التوليد البطيء لحاملات الأقلية أنه عند الترددات العالية تقيس السعة استجابة الموجة الحاملة فقط بينما في الترددات المنخفضة يستجيب كلا النوعين من الموجات الحاملة. في الترددات الضوئية في أشباه الموصلات يُظهر ثابت العزل بنية مرتبطة بهيكل نطاق المادة الصلبة. طرق قياس مطيافية التعديل المتطورة التي تعتمد على تعديل الهيكل البلوري بالضغط أو عن طريق الضغوط الأخرى ومراقبة التغيرات ذات الصلة في امتصاص أو انعكاس الضوء قد طورت معرفتنا بهذه المواد.
تعليقات
إرسال تعليق