Вариконды и их применение
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
нии переменного напряжения до 3040 в емкость блоков ВКЗ-Б возрастает примерно еще в два раза, затем с дальнейшим увеличением напряжения снижается.
Приведенные здесь данные относительно характеристик варикондов ВК-3 являются предварительными.
Материал ВК-4. Температура Кюри TС = 10. Нелинейность этого материала высокая, коэффициенты K~ и N~ составляют соответственно 1016 и 0,050,08, т. е. они выше, чем у ВК-1, и несколько ниже, чем у ВК-2. В то же время этот материал обнаруживает значительно более стабильные свойства в интервале температур 2085,чем материалы, рассмотренные выше. Его ?нач, ?макс и K~ изменяются в зависимости от температуры мало. При снижении температуры коэффициент нелинейности увеличивается и уже при -40С K~ ?4050 (рис.1.7).
Тангенс угла потерь материала ВК-4 в слабом поле около 0,010,03; при повышенных переменных полях (100160 в/мм) он высокий и составляет 0,30,4. Удельное объемное сопротивление образцов из этого материала при температуре 100 С не ниже 1010 омсм.
По нелинейным свойствам керамика ВК-4 лишь немного уступает керамике ВК-2. Величины ?нач и ?макс у этого материала меньше, чем у ВК-2. Как видно из рис.1.8, крутизна возрастающего участка кривой ?(Е~)для ВК-4 несколько меньше, чем для ВК-2; в соответствии с этим и напряженность поля ?макс для ВК-4 больше, чем для ВК-2.
Так же как из материала ВК-2,из материала ВК-4 изготовляются вариконды в серийном производстве.
Материал ВК-5.Он имеет самые высокие нелинейные свойства и самые высокие значения диэлектрической проницаемости ?макс из всех известных в настоящее время керамических еегнетоэлектриков. На рис.1.9 приведены зависимости диэлектрической проницаемости BaTiO3, ВК-1, ВК-2 и ВК-5 от напряженности переменного поля. Его коэффициент нелинейности K~ = 4050, ?макс =80000100000. Максимальное значение диэлектрической проницаемости материала ВК-5 достигается при напряженности поля Eмакс =80100 в/мм.
По степени нелинейности могут быть сопоставлены характеристики керамики ВК-5 и известного сегнето-электрика ТГС.
Диэлектрическая проницаемость ТГС достигает максимума для низких частот при полях примерно 30 в/мм раньше, чем диэлектрическая проницаемость ВК-5.
Однако высокая нелинейность варикондов из материала ВК-5 сохраняется в более широком спектре частот, чем у ТГС.
Высокая степень нелинейности характеристик материала ВК-5 сохраняется в широком интервале температур, от точки Кюри до весьма низких значений.
При снижении температуры от комнатной до (140150)С коэффициент нелинейности значительно увеличивается от 4050 до 320360.
Величина Eмакс несколько увеличивается при снижении температуры и уменьшается при повышении темпе ратуры выше 20С. Для титаната бария, материалов ВК-2 и ВК-5 определялся коэффициент прямоугольности Kп петли гистерезиса. Установлена определенная связь между коэффициентами нелинейности и прямоугольности: чем выше K~ тем выше Kп Однако даже для материала ВК-5 коэффициент прямоугольности при комнатной температуре не превышает 6065% и возрастает до 85% при весьма низких температурах.
Из материала ВК-5 изготовляются объемные образцы ограниченных размеров на номинальные значения емкости от 10 до 10000 пф.
Материал ВК-6. Он отличается от ранее рассмотренных материалов наиболее высокими значениями температуры Кюри ( TС = 20020С), низким значением начальной диэлектрической проницаемости (?нач = 400500). Материал обладает высокими нелинейными и изоляционными свойствами. При температуре 100 С величина рv?1012 омсм, т. е. такого же порядка, что и у технических образцов титаната бария. Специфической особенностью этого материала является высокая прямоугольность петли диэлектрического гистерезиса. Это открывает новые возможности использования варикондов в качестве запоминающих и логических элементов электронно-вычислительных машин. У материала ВК-6 K~= 2050 при Eмакс = 500700 в/мм, ?макс =1000022000, коэффициент прямоугольности Kп = 0,850,94, насыщение поляризации достигается при Енас=1,52 кв/мм; величина полной поляризации, измеренной на участке насыщения при 35 Ес, равна 1314 мкк/см2. При увеличении напряженности поля поляризация материала ВК-6 сначала возрастает медленно, затем, начиная с некоторого значения поля, равного 300400 в/мм, очень быстро и далее достигает участка насыщения. Чем ниже температура, тем отчетливее проявляется участок слабого изменения Р.
При снижении температуры от +100 до 100 С форма петли гистерезиса, снятая в сильном поле, меняется мало, немного снижаются полная и остаточная поляризация, монотонно возрастает коэрцитивное поле, коэффициенты прямоугольности и нелинейности сохраняют высокие значения во всем исследуемом интервале температур.
Высокие значения напряженности поля насыщения, а также Емакс и Ес затрудняют использование объемных образцов из этого материала. Для снижения величины управляющих и переполяризующих напряжений вари-конды из материала ВК-6 изготовляются в виде тонких "ленок площадью от 1 до 100 мм2 и толщиной от 200 До 510 мкм. При изменении толщины от 1000 мкм для массовых образцов до 510 мкм для пленок практически остаются постоянными такие параметры, как спонтанная поляризация, ?нач, ?Tс , ?макс, коэффициент нелинейности и прямоугольности,коэрцитивное поле, поле насыщения и др.; при изменении толщины не происходит смещения температуры Кюри, не изменяется форма петли гистерезиса.
Применение пленочных варикондов вместо объемных образцов позволяет значительно