Page 47 - 材料分析層層把關先進製程設備零缺陷

圖4:具有分層(左)和無分層(右)的嵌入式磁性片材橫截面。
(圖片來源:AT&S)
程碑，因為一個元件結合了兩種 半導體材料的優點而達到兩全其 美。實際上，驅動器和開關之間沒 有寄生電感的話可以在數百MHz範 圍內實現極高的開關頻率，其結果 是被動元件(磁性元件和電容器)的 尺寸必須夠小，進而大幅降低功率 轉換的體積。
利用示波器測量指數時間常數
作者:Arthur Pini，資深電子測試 / 量測工程師
許多物理現象與電容器和電 感器這類儲能元件的充放電相關， 將會產生具有指數上升邊緣或下 降邊緣的波形，其中指數時間常數 揭示了有關基本過程和元件值的 資訊。利用示波器測量指數時間常 數，有助於更加瞭解電路工作，但 是，示波器沒有直接讀出指數時間 常數的測量參數。本文介紹如何透 過手動游標測量，以及利用示波器 的訊號處理和內建測量功能直接 讀取時間常數，以實現指數時間常 數測量。現在，讓我們從指數訊號 的回顧開始。
單位為V; a和b是任意常數;
同理，上升邊緣的時間常數也 可以依照圖2所示測定。
一個典型的指數過程可以由
考慮到衰減指數方程式，對 於常數a=1和常數b=0，當時間t等 於時間常數τ時，電壓值等於1/e或 0.368，這是在示波器上測量時間 常數的關鍵。透過設置游標，使其 測量的振幅變化為常數a的0.368 倍，此時游標之間的時間差即為時
如果示波器的可用數學運算包 括自然對數函數，並且其測量參數 包括斜率或壓擺率測量，則可以直
上升指數:V(t) = 1-a×e-t/τ+b 衰減指數:V(t) = a×e-t/τ+b 在此: V(t)是隨時間的變化的電壓，
τ是指數時間常數，單位為s; 從上升邊緣的方程式來看，相
t為時間，單位為s。
對於開始的一個時間常數處之電 壓值是最大值的1-0.368或0.632。 對於1V峰值訊號，再次設置游標， 使振幅差為零值以上的0.632V，此 時的時間常數為100ns。這種方法 採用的是傳統技術，可以在任何示 波器上完成，也測得了合理的結果， 但它確實需要大量的設置。準確性 取決於用戶正確設置游標的能力。 如果可能的話，最好利用示波器的 測量參數，以獲得最準確的結果。
圖1是一個指數脈衝示例，顯 示在示波器上採集的上升邊緣和下 降邊緣。此示例中的指數常數為a=1 和b=0。為了提高訊號雜訊比(SNR) 並提高測量精確度，對波形進行了 平均。
DESIGN IDEAS
示波器是時域測量的主力儀器。目 前，大部份數位示波器包括大約25 項內建測量參數作為標準補充。透 過添加應用客製選件，測量參數可 以增加到一百多項。即使擁有如此 多的測量能力，也有一些測量必須 利用現有的工具來推導。其中之一 就是指數訊號時間常數的測量。
以下任一方程式定義，具體取決於 指數的斜率:
間常數。在示例中，左側游標讀取 的幅度值為860.4mV。調整右游標， 直到其幅度讀數盡可能接近該值的 36.8%，在本例中為317.6mV。游標 之間的指示時間差為100ns，這是下 降邊緣的時間常數τ。
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