Permitivita a Dielektrické Konstanta k
Dielektrická Konstanta, k
dielektrické vlastnosti různých materiálů používaných v polovodičové výrobě a obaly hrají důležitou roli v dosažení požadovaného výkonu integrovaných obvodů. Většina inženýrů pracujících v polovodičovém průmyslu proto potřebuje základní pochopení dielektrických vlastností.
jednou z důležitých vlastností dielektrického materiálu je jeho permitivita. Permitivita (ε) je míra schopnosti materiálu polarizovat elektrickým polem.
je však snazší pochopit koncept permitivita nejprve diskutovat,
úzce souvisí majetku, kapacitní (C). Kapacita je míra schopnosti materiálu držet náboj, pokud je na něj aplikováno napětí, a je nejlépe modelován dielektrickou vrstvou, která je vložena mezi dvě paralelní vodivé desky.
Pokud napětí V je aplikována přes kondenzátor o kapacitě C, pak náboj Q, který to může mít je přímo úměrná aplikované napětí V, s kapacita C je konstantou úměrnosti
. Q = CV nebo C = Q / v. měrnou jednotkou pro kapacitu je farad (coulomb na volt).
kapacita kondenzátoru závisí na permitivita
ε
dielektrické vrstvy, stejně jako oblast kondenzátoru a separační vzdálenost d mezi dvěma vodivými deskami. Permitivita a kapacita jsou matematicky příbuzné takto: C =
ε
(A/d).
Když dielektrikum používá je vakuum, pak kapacita Co
=
ε
ó (A/d), kde
ε
o je permitivita vakua (8.85 x 10-12 F/m
).
dielektrická konstanta (k) materiál, je poměr jeho permitivita
ε
permitivita vakua
ε
o, takže k =
ε
/
ε
ó. Dielektrická konstanta je tedy také známá jako relativní permitivita materiálu. Protože dielektrická konstanta je jen poměr dvou podobných veličin, je bezrozměrná.
vzhledem ke své definici je dielektrická konstanta vakua 1.
ny materiál je schopen polarizovat více než vakuum, takže k materiálu je vždy > 1. Všimněte si, že dielektrická konstanta je také funkcí frekvence v některých materiálech, např. polymery, především proto, že polarizace je ovlivněna frekvencí.
low-k dielektrikum je dielektrikum, že má nízkou permitivitou, nebo nízká schopnost polarizovat a držet poplatek. Dielektrika Low-k jsou velmi dobré izolátory pro izolaci vodičů nesoucích signál od sebe. Dielektrika s nízkým k jsou tedy nutností ve velmi hustých vícevrstvých IC, kde je třeba potlačit spojení mezi velmi blízkými kovovými liniemi, aby se zabránilo degradaci výkonu zařízení.
dielektrikum s vysokým k má naopak vysokou permitivitu. Vzhledem k tomu, že dielektrika s vysokým k jsou dobrá při držení náboje, jsou preferovaným dielektrikem pro kondenzátory. Dielektrika High-k se také používají v paměťových buňkách, které ukládají digitální data ve formě náboje.