4.4电流噪声测验技能应用于聚合物钽电容的漏电流噪声研讨
4.4.1有机聚合物钽电容的特色
有机聚合物钽电容被广泛应用于宇航电子设备以及其他对可靠性或功能有较高要求的电子设备中。该器材选用导电率较高的有机聚合物半导体资料作为电容阴极替代了传统钽电解电容的二氧化锰阴极，完成了十分低的电容ESR值，愈加优异的频率特性和温度特性以及更长的使用寿命，因此具有更高的可靠性。有机聚合物钽电容是常见极性电容中功能最优异的产品，其功能远高于传统铝电解电容或钽电解电容。
4.4.2电流噪声测验和漏电流测验试验计划
本文改善并简化了已有绝缘介质漏电流测验办法，选用如图4.12所示的测验体系丈量聚合物钽电容的漏电流噪声信号。首先给待测样品施加一直流偏置电压V，然后经过SR570电流扩大器将流过电容的弱小漏电流噪声信号扩大，得到扩大后的时域信号I（t）并经过计算机平台上的数据收集卡收集该扩大后的信号，之后在Labview软件平台下经过快速傅里叶变换将时域上的信号转换为频域上的电流功率谱密度SI（f）。然后本计划选用3.3.2节中说到的测验计划中的归一化函数对频谱数据进行复原。经过改动偏置电压V咱们能够测得不同偏压下的电容漏电流噪声。
在漏电流测验验中，咱们选用半导体参数仪Keithley 4200-CSC测验了不同偏置电压下聚合物钽电容的漏电流，即器材的I-V特性。
4.4.3聚合物钽电容的漏电流输运机理及噪声特性
（一）漏电流与噪声之间的联系
本试验丈量了标称容量10uF，实践容量9.42uF的聚合物钽电容在不同偏置条件下的漏电流和漏电流噪声，成果分别在表4.7和图4.13中。从数据中能够看出聚合物钽电容的电流噪声功率谱密度与漏电流起伏改变的单调性一起，都是先减小后增大。已有文献中数据也显现传统钽电解电容电流噪声功率谱密度与漏电流起伏的一次方至四次方成正比。
本试验的成果与已有文献中传统钽电解电容电流噪声与漏电流的份额联系一起。尽管聚合物钽电容与传统钽电解电容的结构和阴极资料不相同，但二者电流噪声与漏电流的联系相同，这可能阐明导致聚合物钽电容电流噪声的首要机制与传统钽电容相同，在介质资料Ta2O5中，而非阳极或阴极资猜中。
因为电流噪声反映的是微观载流子的涨落，而漏电流又直接与器材中的自在载流子浓度成正比，所以咱们结合本试验数据和已有文献中的数据能够得到如下定论：聚合物钽电容中构成漏电流输运的自在载流子的浓度越大，其涨落也越大。
（二）漏电流输运机理
本试验对多种不同类型的聚合物钽电容进行了漏电流与偏置电压的I-V曲线测验，在各种样品中均发现了漏电流随偏压先减小后增大的改变规则。
图4.14是本试验中测得的10uF聚合物钽电容在不同偏压下的漏电流特性。
从图中咱们能够看到漏电流并不会跟着偏压的增大而单调改变，而是先减小后增大。这与文献中传统钽电解电容的电流噪声随偏压的升高而单调递加的成果不一起。
发生电容漏电流的机制有很多种，首要机制有FN隧穿、直接隧穿、Frenkel-Poole发射、Schottky发射。除此之外离子输运电流、欧姆输运电流也会对漏电流有必定影响。在传统钽电容中，漏电流首要是由Frenkel-Poole发射导致。
上式中，A是份额系数，Φ表明绝缘层中圈套的势垒深度，ε是绝缘层的相对介电常数。从（4-2）式咱们能够看出，在温度必定的情况下，绝缘层中电流密度会跟着电场强度的添加而变大，而且电场强度越大，Frenkel-Poole发射的效果越显着。
依据（4-3）式，假如聚合物钽电容中起主导效果的漏电流输运机制也是Frenkel-Poole发射，则电容的漏电流会跟着偏压的增大而不断增大[35]。所以从图4.14中漏电流随偏压的改变趋势能够看出在聚合物钽电容漏电流输运机理中，起主导效果的并非仅仅是Frenkel-Poole发射。
图4.14中的现象能够用聚合物钽%&&&&&%中的Frenkel-Poole发射和高分子有机聚合物蒸腾导致的导电回路的中止这两种机制来解说。这两种机制一起效果于漏电流输运机制，而且二者是竞赛的联系。
