声表面波气体检测器

本文介绍一种利用声表面波的新型气体检测器的试验结果。声表面波(SAW)压电气体检测器由制作在一块压电衬底上的SAW双延迟线组成,每一延迟线都接有一振荡器。在一根延迟线振荡器的传播路径上涂以选择性吸收薄膜,而在另一传播路径上则不涂复而用作稳定参考。由吸附在涂有薄膜的延迟线上的气体所引起的质量负载或应力效应造成的相位延迟变化,导致相对于参考振荡器的频率偏移。这种频率偏移是与气体浓度成比例的。由于SAW能集中在薄膜附近,故检测器的灵敏度很高。另外,只要给SAW压电气体检测器涂以相应的选择性薄膜,就可以检测任何气体。为了证明这一点,现已制成一个利用三乙醇胺薄膜测量空气中二氧化硫(SO_2)的检测器,并且已经证明能够检测出浓度为10×10~(-9)的二氧化硫。对灵敏度、线性、再现性、选择性和可靠性的研究,发现在大多数情况下比其它类型的气体检测器优越。本文讨论器件性能(例如选择性和随时间的稳定性)的主要缺点,以及改善的可能方法和进一步研究的方向。     

非接触式静电放电波形分析及试验

静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)作为一种常见的近场危害源,在其放电过程中可形成高电压和瞬时大电流,使得器件的安全性能大大下降,并影响半导体器件的电学特性.本文对火工品静电感度试验装置非接触放电时的等效电路模型进行分析,并根据等效电路进行仿真,研制试验装置,针对电容与电阻的不同组合进行放...     

非晶态NiSiB薄膜电阻的弛豫

用射频溅射制备了一组厚度不同的NiSiB非晶态薄膜.在不同温度下,用不同时间对薄膜进行了循环退火.实验测量了循环退火后的薄膜电阻随温度的变化,得到可逆和不可逆两组曲线.厚度较大(>1 000)的薄膜,电阻随温度的增加而增大,厚度较小(<400)的薄膜,电阻随温度的增加而减小.电阻温度系数有正有负.从非晶态材料的结构弛豫出发,应用激活能谱模型和推广的Ziman理论讨论了实验所得的结果.     

基于ANSYS的压电陶瓷PLZT特性仿真分析

针对传统的解析法和有限元法在压电陶瓷分析中的弊端,采用有限元软件ANSYS对压电陶瓷掺镧锆钛酸铅(PLZT)进行特性分析.介绍了大型有限元分析软件ANSYS及其耦合场分析功能,建立了PLZT的ANSYS模型用于分析单片、叠层和双晶片型PLZT的静动态特性.单片PLZT的输出位移与所加电压和外力载荷均成线性关系;叠层结构的输出位移因粘结层的变形而小于理论输出值;双晶片变形的ANSYS计算结果同理论分析很相近.进行压电器件分析时,可先通过ANSYS软件建立实体模型,设定几何尺寸和材料特性参数进行性能仿真,并且针对不同器件只需修改参数,程序通用性好.      

测量高损耗材料在高频下的电容和电阻的新方法

本文介绍精密测量高损耗材料(Q_x 值低至5×10~(-3)左右)的电容 C_x 和损耗电阻 R_x 的新方法。一测量电路的原理图1示出可在高频下不受并联电阻值的影响、准确测量电容和同时侧量该并联电阻的电子电路。图1(")示出的为静电藕合并联谐振式电路,图1(b)则为电磁祸合串联谐振     

用声表面波振荡器测量位移

利用声表面波(SAW)延迟线振荡器能制成一个位移传感器。这种延迟线振荡器具有两块铌酸锂(LiNbO_3)板,每一块板的表面带有一个叉指式换能器(1DT),把两块板的传播表面的一部分相互搭接在一起。在声表面波传感器中,振荡频率取决于声表面波元件的传播途径长度,这个长度通过移动振荡器的两块铌酸锂板中的一块板来改变。本文所说的声表面波位移传感器具有很高的灵敏彦,达300Hz/μm 和1.0kHz/μm。它是通过在 Y—X 两块铌酸锂板的表面上分别用6.5对(间距为0.55mm)和5对(间距为0.4mm)的叉指式换能器来实现的。声表面波延迟线振荡器的模态转换在某个给定的传播途径长度上出现,可用频谱分析仪观察。     

用准单色光散射法测量中等以上精度表面粗糙度

提出一种通过对远场散射光分布的统计分析来测量中等以上精度表面粗糙度的新方法。采用半导体激光器作为光源,并使用一维 CCD 器件来探测散射光分布。实验结果表明,在 R_a≤2.2μm 的范围内,远场归一化散射光分布的标准偏差(σ)与标准粗糙度参数 R_a 之间有很好的相关关系。     

高频浅体声波晶体频率源

本文论述了高频浅体声波(SBAW)晶体延迟线的设计和制造。为了避免低频体波源倍频后固有相位噪声的增大,就要求直接产生频率为千兆赫范围的信号。如果用一个体波晶体锁定千兆赫频率,就可改善其近载频相位噪声。本文所提到的延迟线采用近似AT和BT切晶体,因为AT切具有高的波速,而BT切则具有良好的温度稳定性。采用串联模型来选择设计参数。该模型利用窗口宽度,指数,波速及耦合常数来预测辐射电阻、电容和转换损耗。把该模型与传输损耗的实测数据结合起来考虑,就能准确地预测延迟线的总插入损耗。近来对该模型的仔细研究表明,在千兆赫频率上,插入损耗和Q值之间有着很好的折衷解决办法。用电子刻蚀法在有机玻璃保护层上做出0.4μm的图形。保护层一般是单层的。但也试验过多层方案。已经提出金属换能法的叉指是否灌封在晶体中的判断准则。通常金属叉指并不灌封在晶体中,器件仍具有低的插入损耗、高的Q值及良好的温度稳定性。AT切晶体的基波与五次泛音延迟线和BT切晶体的五次泛音延迟线均采用卸下(Lift—off)法制作。频率范围为3—5GHz。其最好的延迟线的插入损耗不到20,Q值大于2000。使用在高真空下冷焊的TO—8外壳还设计出了低耦合的封装。此延迟线不用有机材料,而是将其固定在一个无应力的不锈钢支架上。本文也给出了相应噪声和预老化数据。     

提高压电谐振器工作频率的新途径

从分布式压电源声激发原理出发,分析了具有不同空间畴结构和激发方式的声激发问题;提出和证明了用上述晶体激发高频体声波的可能性,并导出用上述晶体做成高频、高转换效率的压电换能器的输入阻抗或导纳的解析表式,这种换能器工艺比较简单。     

聚合物基PTC材料稳定性的研究

提高导电复合材料的PTC(Positive Temperature Coefficient)强度和稳定室温电阻的重现性,是研究和使用聚合物基PTC材料所追求的目标.PTC材料经过在开关温度及其以上的较宽温度范围内重复热循环后,室温电阻升高,PTC强度降低.研究了辐射交联和在不同气氛中长时间热老化对聚合物基PTC复合材料的室温电阻、PTC强度、结晶度和开关温度等性能的影响.结果表明:辐射交联和氮气氛保护均有利于提高PTC材料的电性能稳定性,室温电阻和PTC强度的变化率相对较小.     

压电网络复合板的振动抑制实验研究

主要研究了压电网络系统针对薄板的振动抑制特性,在对压电网络复合板机电耦合动力学方程分析的基础上,通过设计模拟电感电路解决了压电网络复合板振动实验中最优电感值过大的问题,从理论和实验上分析比较了电阻型和电感电阻并联型压电网络复合板振动控制效果及其特点。实验证明采用均匀化处理方法建立的机电耦合动力学方程能够正确预测压电网络复合板的动力学特性,同时实验验证了压电网络的电路模态和压电复合板的机械模态的耦合关系,明确了最优电学参数选取原则,为压电网络复合板的最优参数设计提供了依据。      

供测量高阻率材料电压、电流和电阻用的前置放大器

本文介绍一种供测量高阻率材料直流电压、电流和电阻用的前置放大器,其测量范围分别为:电压:30μv～10v;电流:10~(-2)～10~(-13)A;电阻:10~3～10~(13)Ω。若在反馈回路中接入适当的电容器还可测量电荷。本前置放大器采用市场上供应的运算放大器制成,其体积较小,并可与市场上大量供应的电压表或记录器联合使用,适用于无定形的(非晶体的)半导体薄膜电气性能的就地测量。     

量子霍尔效应在计量学中的应用

在强磁场和低温下测量二维电子气的霍尔效应(Hall effect)时,可以观察到量子霍尔效应现象(QHE)。该系统在极限零温度下的实验结果表明:随磁场 B 而变的霍尔电阻呈现出台阶式平稳变化。在实验的不确定度范围内,其每一台阶的平稳值与器件的材料、几何尺寸以及其它参数无关。对于理想系统,R_H 仪与基本常数有关。量子霍尔效应应用于计量学时,应对实际系统的实验结果进行必要的修正。     

使用反射系数电桥的谐振器自动测量系统

为了精确确定石英晶体谐振器的等效电路参数,已研制出一种自动测量系统。该系统的主要部分是 HP4191A 射频阻抗分析仪,它是一种使用反射系数电桥而频率范围为1到1000MHz 的可程控仪器。通过使用合格的阻抗标准,就可以使测量结果溯源于国家标准。完整的测量系统由阻抗分析仪、可程控频率综合器和合适的控制器组成。已经制作出一种专用设备来提供标准的晶体组件。介绍了该系统的硬件和主要软件的特点,并且给出了测量例子。除了测量等效电路参数外,此系统还允许用一个模拟负载电容来测量谐振频率和电阻。也可以测量寄生模的参数。此系统还适用于 SAW 谐振器以及体波谐振器的测量。     

声表面波器件中三次行程信号抑制的新措施

本文提出一种在声表面波器件中抑制三次行程信号的新措施。采用合理选择发射和接收叉指换能器之间距离的办法,使接收叉指换能器再生反射声波的相位与发射叉指换能器发射的声波在声同步频率上相位相反,而达到部分减小三次行程信号带来的影响,导出了实现这种抑制的方程式分析了此方法的适用范围,它只适合于幅度频率特性的通带呈“U”形的表面波滤波器和延迟线减小三次行程信号帝来的幅度频率特性失真。只要发射和接收叉指换能器间隔足够小,可大大减小群时延特性和脉冲响应的失真。建议将式中的n取为8。     

木星环绕探测任务中的内带电风险评估

木星拥有类似地球辐射带的辐射带结构,其辐射带质子通量是地球的10倍,高能电子通量比地球高2~3个数量级,且最高能量可达1 Ge V。因此木星探测任务的抗辐射设计是任务成功的关键。选择3种不同倾角大椭圆探测轨道,仿真分析了2种介质在变化能谱下的内带电过程。仿真结果表明,对于环氧树脂(Fr4),由于电阻相对较小,电子通量较大的近木点的充电电荷,会在远离辐射带时泄放,其最大充电电场取决于近木点的电子通量;对于聚酰亚胺(Kapton),由于电阻相对较大,充电电荷不能及时泄放,不同轨道间电荷逐渐累计,最大电场不断增加。另外,环木轨道倾角越大,越有利于降低充电电场。和地球GEO轨道相比,不同电阻介质在环木轨道的充电差异相对地球GEO轨道较小。     

PECVD法生长纳米硅薄膜的压敏特性

使用常规的ＰＥＣＶＤ（等离子体增强化学汽相沉积）沉积技术成功地制备出具有纳米相结构的硅薄膜，并研究了以玻璃和单晶硅为衬底材料的纳米硅薄膜的压阻特性，测得两种衬底材料制备的样品均有很高的压力灵敏度系数Ｋ，其值可以达到８０，退火后Ｋ值会增加，电阻随压力呈良好的线性关系，但有较大滞后，并对样品的受力情况及测试结果进行了简单的分析。本文对ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ薄膜力敏器件的设计和制造将有重要的参考价值。     

机载设备ATS程控电阻设计

程控电阻是在某机载设备自动测试系统（ATS）中应用于模拟输出具有阻值特性的模块。传统的程控电阻体积较大,精度较低且可靠性差;国外程控电阻模块精度较高但是价格昂贵,不利于大规模应用。介绍一种小型化高精度程控电阻设计方法,该程控电阻由控制器、继电器以及各阻值不等的精密电阻构成。控制器内部包括51单片机最小系统、E2PROM、485总线等集成器件。经实验,该电阻可程控完成（0~10）kW范围的阻值调节输出,电阻分辨力为2 W,可广泛应用于各种测试系统。     

超高频晶体滤波器的新进展

由于新刻蚀工艺(氩离子束技术)的出现,现在CEPE能提供一种用基模或低泛音模(即600MHz3次泛音)谐振器来扩大有效带宽的压电器件。从各种应用中得出的这一成果已经应用于新一代的电信系统。其特点与用一般谐振器研磨工艺在低频(即30MHz～50MHz)时所观测到的相类似。