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科普系列短文电容器隔直流通交流原理解读

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  从1974年投入到微电子行业技术研究开始,40多年来,刘玉岭坚守在产学研第一线,建立了化学机械平坦化(CMP)动力学理论,开创了以化学作用为主的碱性CMP技术路线,解决了集成电路(IC)发展的平坦化技术难题。5次获得国家技术发明奖,27次获得省部级技术发明及科技进步奖,65项国家发明专利授权、6项美国专利授权……

  会战中碰到的一大难题让大家十分困扰:集成电路符合要求的硅单晶衬底在测试时显示很好,可一旦应用到集成电路的器件生产中,缺陷率就会几十倍甚至上千倍地增加。

  经过反复试验,刘玉岭印证了问题产生的根源。很快,他帮着工人师傅调整了生产环节,缺陷率得到控制,成品率明显提高。

  在专业学术报告环节,中国航天科工集团有限公司董事长、党组书记高红卫作了题为“借势AI科技发展 创新仪器仪表与基础功能装置技术”的专题报告,和与会来宾分享了在人工智能环境下仪器仪表的发展方向及对技术路径等相关问题的思考。清华类脑计算中心主任施路平教授结合自身研究领域带来了主题为“类脑计算芯片和系统”的报告。欧阳证则结合质谱仪在公安领域的实际应用,为大家介绍了小型质谱仪智能化的发展趋势。

  “我国是世界上最大的集成电路产品应用市场,但长期以来,核心技术都掌握在别人手里。”刘玉岭看在眼里,急在心上。

  项目启动时,刘玉岭带领团队确定了不同于国外的技术路线、研究方法和材料材质。“随着微电子技术的进一步发展,国际上常用的酸性CMP技术显现出多项亟待解决的技术难题。”刘玉岭说,“针对这一情况,我们采用了具有自主知识产权的碱性化学机械抛光技术。”

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  “项目通过评审只是迈出的一小步,将02重大专项一期平坦化项目完成国产化替代,才是我想要实现的梦想。”刘玉岭说,此项目的顺利实施,可以解决我国高端集成电路核心材料的国产化,打破国外的技术制约。

  “作为工科院校的老师,要培养学生爱国主义精神和创新精神,用实业报国。”早在1993年,刘玉岭就出版了创新教育著作《实用发明创造工程学》,作为选修课程教材培养学生创新能力。

  从前面文章介绍中,我们知道了电容器是两个导体中插入绝缘的电介质构成的电子元件。因为,电介质是绝缘不导电的,因此电容器从根本上说一定不导电。无论是无极性的电容器,还是分正负极的电解电容器,两种都不导电,但是为什么我们在物理学习中,又说电容器隔直流通交流呢?

  下面我们详细分析一下,先来看一下电容器接在直流电路中情况。以平行板电容器为例,电容器接在电压为U直流电源两端,电容器开始充电,电路中产生如图方向的充电电流(时间非常短),当电容器两端电压达到U时电流为0。电容器对电路是不通的,相当于断路,因此说电容器隔直流。

  再来看一下电容器接入交流电路时,具体情况。以图示正弦交流电接在平行板电容器两端为例,在交流电前半个周期,电容器充电电流流向上极板,电容器上极板带上了正电荷。在交流电后半个周期,电容器两端电势上负,下正,电流流向电容器下极板先中和原来的电荷,然后给电容器充电最后下极板带上正电荷。这样在一个电流周期内,电流中都有电流产生,相当于电容器对交流电通路。

  总之,电容器对直流是不通的,因为电容器极板之间是绝缘的。电容器能通过交流电,原因是不断充放电,形成了充放电电流,相当于对交流形成了通路,其电流方向是不断变化的。

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点击数: 录入时间:2019-07-01 11:17【打印此页】【返回

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