Общее описание

Исследование процессов переключения осуществлялось осциллографическим методом изучения петель диэлектрического гистерезиса. Для наблюдения петель диэлектрического гистерезиса была использована стандартная схема Сойера-Тауэра (рис.

и выходных токов от 0 до ±5 мА. Данная модель представляет собой твердотельную схему для работы с высокой скоростью нарастания выходного напряжения, широкой полосой и малым уровнем шумов. Четырехквадрантный активный выходной каскад рассчитан на работу с реактивной и резистивной нагрузками во всем диапазоне выходных напряжений, что важно для получения точного выходного отклика и высокой скорости нарастания выходного напряжения, которую требуют реактивные нагрузки.

Исследования проводились в синусоидальных полях и полях прямоугольных импульсов с амплитудой напряженности от 200 В/мм до 2 кВ/мм. Контроль подаваемого на образец напряжения осуществлялся с помощью универсального мультиметра Uni-T UTM 1803 (UT803).

Высоковольтный усилитель был подключен напрямую к схеме Сойра- Тауэра, таким образом, это позволило получить петли диэлектрического гистерезиса в широком диапазоне частот при выдержке в различных полях. Одновременно с наблюдением петель производились измерения температуры образцов. При этом необходимо отметить, что поскольку в работе использовались достаточно сильные поля до 2 кВ/мм, то применение каких- либо контактных методов измерения температуры (термопара и проч.) представлялось технических затруднительным, в связи с чем в работе применялся метод дистанционного контроля температуры с помощью инфракрасной тепловизионной камеры (тепловизор) Testo-875-l, который позволил получить данные по изменению температуры образцов в процессе выдержке под полем. В процессе воздействия электрического поля контакт образца с держателем осуществлялся только в двух точках (рис.

Рис.2.1. Блок-схема исследовательской работы: а - используемое оборудование и его взаимосвязь; б - цифровая обработка данных

Рис. 2.2 Модифицированная схема Сойера-Тауэра

Контрольные эксперименты с использованием медного держателя, полностью контактирующего с одной из поверхности образца (рис. 2.3.6), показали отсутствие саморазогрева образца, что связано с увеличением теплоотдачи через поверхность контакта образца с держателем.

Рис. 2.3 Схематичное изображение подключения образца: а - свободное зажатие «на воздухе»; б - использование массивной подложки

На л--вход, подключенному к схеме Сойера-Тауэра осциллографу, подавалось напряжение с образца (рис.2.1,а и рис.2.2), пропорциональное величине электрического поля в котором осуществлялась выдержка. Напряжение U₃с эталонного конденсатора С_эт, пропорциональное заряду q, подавалось на вход Y. Таким образом на экране осциллографа была получена развертка петли диэлектрического гистерезиса.

Для дальнейшей фиксации эволюции петли во времени использовался цифровой фотоаппарат KONICA MINOLTA DIMAGE X31. C помощью данной методики были получены растровые изображения петель, соответствующие разным моментам времени выдержки образца в переключающем поле.

2.1.2