具有多等位环的高压屏蔽新结构MER-LDMOS耐压分析

提出一种多等位环(multiple equipotential rings,MER)的高压屏蔽新结构MER-LDMOS,并解释了该结构的屏蔽机理,通过2D器件模拟验证了屏蔽机理的正确性.讨论了p-top剂量、等位环长度、等位环间距以及氧化层厚度对MER-LDMOS击穿电压的影响.结果表明MER-LDMOS突破常规LDMOS高压屏蔽的能力,击穿电压较常规LDMOS提高一倍以上;同时,该结构具有工艺简单、工艺容差大、反向泄漏电流小等优点,为高压集成电路中高压屏蔽的问题提供了一种新的解决方案.

调焦光路中超精密双等位环平板电容位移传感器研究

在应用共焦显微镜原理实现对超精加工表面的几何量测量中,设计了一种环状的电容位移传感器,对物镜的调焦位移进行测量,使测量光轴从极板的中心孔穿过,测量位移方向与光路的光轴重合,与阿贝原理相符;采用微机电系统(MEMS)工艺加工双等位环电容极板,电容器极板很薄,间隙小于2μm,减小边缘效应附加电容,从而极大地提高了测量的线性和测量精度.设计了处理电路,对该传感器进行了标定,在0～30μm内,其线性度为0.05%,分辨力优于0.01μm.

一种差动式电容荷载传感器

针对目前用于荷载(力)检测的传感器原理和种类单一,难于满足不同场合检测需要这一情况,开发了一种全新的差动式电容荷载传感器。该传感器将被测荷载的变化作为输入量,通过敏感元件—弹性体和转换原件—差动式圆柱型电极转换为电容量的变化,将输入与输出建立起一一对应的线性关系。传感器采用了差动式、等位环、超薄圆柱型电极结构以及现代材料和工艺,消除了非线性误差和边缘效应。使其检测精度、灵敏度、可靠性、使用寿命大为提高,具有实用和推广价值。

薄膜相对介电常数测量仪器的设计与研究

研制测量薄膜相对介电常数的仪器,用于生产中在线监测薄膜的厚度。该仪器采用将平行板电容器充满薄膜的电容值与充满空气的电容值相比的方法得出薄膜的相对介电常数,并采用等位环技术,减小了两极板在边缘处产生边缘效应所带来的误差,大大提高了测量的精度和准确性。实验表明该仪器使用方便、实用,且有较高的精度。

高压近电预警用工频电场传感单元设计与分析

由于感应极板电容存在的边缘效应,测量时会引起电力线的畸变,影响灵敏度、线性度和量程等性能参数。提出一种新型带等位环的印刷电路板(PCB)平板电容的交变电场传感单元结构,通过仿真优化分析和设计了带等位环的电场感应单元的结构参数,减小了由于电容极板边缘效应引起的电场畸变。根据工频电场测量标准,对传感单元进行了性能测试。结果表明:等位环结构避免了极板的边缘效应,通过合理配置积分采样电容,使得感应传感单元的线性度可达1.602 5%,电压灵敏度系数达到248 mV/(kV/m)。设计的电场传感器达到近电预警测量的要求。

高压近电预警用工频电场传感单元设计与分析

新型近电报警装置可识别出高压近电作业人员所处环境的安全等级,减小电力运维人员的触电风险。平行板式工频电场传感器由于其传感单元体积小、成本低廉,可广泛用于近电预警的电场测量。但由于平行极板存在的边缘效应,测量时会引起电力线的畸变,影响灵敏度、线性度和量程等性能参数。本文提出一种新型带等位环的PCB平板电容的交变电场传感单元结构,通过仿真优化分析,设计了带等位环的电场感应单元的结构参数。根据工频电场测量标准,对传感单元进行了性能测试。结果表明:等位环结构避免了极板的边缘效应,最后通过合理配置积分采样电容,使得感应传感单元的线性度可达1.6025%、电压灵敏度系数达到248 mV/(kV·m-1)。设计的电场传感器达到近电预警测量的要求。