驻极体表面电荷与表面电位的测量与应用_new

1、一、驻极体表面电荷及其测量1. 驻极体表面电荷异同异同：同号电荷：异号电荷：2. 驻极体的电场方程 驻极体材料的介电常数为 驻极体材料内电场为E材 驻极体材料的厚度为L 驻极体材料的表面电荷密度为 空气隙内电场为E气 空气隙的厚度为 . 上电极上电荷密度为0L)El气L（V)/( +l计算可得：0L)El材VL（)/( +0L)iVl0L （)/( +E气E材上电极下电极ilL3. 表面电荷的测量 a. 接触感应法00L)/VVlL 0电极（/(1)lL电极(1)lL电极（薄膜）(LlL/ )lL电极（厚块）/SVQ C000SSSLLCVLS000L/SlVlLVELL lLl材0LSVb.

2、 表面电位Vs与表面电荷 的关系L上电极驻极体下电极QCl电极VsL当lL，V=0921.99 10/SC cmV(2.25)10 m15 m4F921.77 10/SC cmV921.18 10/SC cmV(2.01)921.33 10/SC cmV10 m例：15 mc. 非接触法测Vsi) 表面电位法 大面积平均（ 平均） 小面积分布（均匀值） 上式振动式 旋转式ii) 抵消法校正电压100VV外激励输入驻极体输出0时，Vs=V外输出000LE()/()LVl电极气00,0,/sEVLV外电极气4. 不应混淆的几个概念 ：驻极体表面电位 ：不满足 时的驻极体表面电位 ：驻极体话筒等效偏

3、压 ：电容话筒极化偏压 ：前置电路阻抗变换器的直流偏压用表面电位计测得是VS0，VG与他们均无关系0SVSVlLBVBVGV0BVBSVV0SSVVlLl五、ECM设计中的有关问题：(1). 振模式(2). 背极式(3). 前背极式(4). 无背极式驻极体?驻极体?驻极体?外壳?上述问题需要深入讨论才能给出答案！1. 几种形式ECM电位特性的讨论(均为负电晕极化)2. 模型简化分析首先对n沟道J-FET来说(i) 它应工作在 电压状态下；(ii) 其夹断电压应为几伏，最多在10伏左右；(iii)二极管两极间的电压为0.7V左右，对振膜式ECM来说，可简化成下列模型：01SCL 0SVL0SLV

4、02SCl/(1)lL 0(1)lVlL 0lLS驻极体背极VSC1C2C1C2一般电容器现在情况E1E2VSV对C1对C2000()(1)1SLlLlVVllLL00LlLLlLlLlL001()LlL LllLlLl00()()LLLLLlLl ()SLVLl(1) 以豪恩的振膜式咪头来说：振膜厚度 ，材料为FEP，其气隙垫圈以 9系列为例：一般为 等因此，我们取 则若取 则都在J-FET工作范围内12Lm2.02.250,40,35lmmm2.050lmS150VV8SVVV2.250lm150SVV6.7SVVV确定加在G的工作电压就是确定工作点，由于有二极管正电位箝位作用则信号受其作

5、用用示意图来表示则是：若电压负半周太高，则被整流掉J-FET工作情况简图为：DGGS-0.7V+0.7V(2) 若为背极式则模型可简化为：金属l金属L驻极体VVSV=0001/1/SSLVqCS CLl Lll 1SVLl根据豪恩的 6背极式咪头，三个月前使用了 的垫片，所以 。背极式材料一般为FEP，则 ，厚度以 计算，则：25 m25lm21 mS11,V150125.5252SSVVVV若V5.9V则：(V是在背极驻极体中的电压)由此可见，振模式与背极式咪头的电场提供是有区别的，不能凭推测而想当然。有关ECM设计中击穿问题以后再来介绍。六、电容传声器的电容量计算1. 平板电容器电容的计算

6、(1) 理想特性(2) 平行度误差引起的容量误差yxdLLL LSCdddldcossinLL dldCdl总电容 (并联效果)CdC令sin,(sin )sindly dyd dldlsindydlsin1coscoslnsinsindLddyLCLyy0cosln(sin) |sinLLdl0coscossinlnln(1sin )sinsinLLdLLdd利用公式：31ln(1)ln12()23 2xxxxx取前两项2cos sin1sin(2sin )LLCLdd2cos2cos21(2sin )(2sin )(2)LLSSLLLdddddd 很小22SdL当当0C212C(20)2S

7、SSddd2. 若考虑成圆膜(1) *为简化计算只考虑L方向上(x方向)圆弧变形，不考虑L方向(y方向)上的变形*不考虑体积变形dRL02d000dl02002(1 cos )2RLddRdRLRdLRd利用上述推导可得：22000122L RdL RddCRddRd0000220000()22221(1)22RdddL RdL RCdCRddRRdd000000000000000000022222|222(2,)2222424dRRLarctgdRdRRLarctgddRRLLarctgRL RddRLarctgddLLarctgdd注意：振动过程中 一直在变化0(2) 振膜装配时不平行沿用3中的假设，只认为是积分限有了变化122100200()221