基于保角变换的微小电容标准建模与设计

摘要：

在可编程电容器中,亚皮法量级的微小电容单元因受边缘效应等杂散电容的影响较大,难以实现准确、稳定的微小电容标准.本文给出了一种基于Kelvin等电位保护电极的微小电容单元实现方法,该方法将影响小电容单元的杂散电容限定为中心电极与保护电极之间因边缘效应而产生的杂散电容.并对此结构建立了等效微小电容单元解析模型,给出了一种通过保角变换分析杂散电容变化的算法,发现在电极厚度以及间距一定的情况下,中心电极与保护电极之间的气隙是杂散电容的主要影响量.基于此,分析气隙变化对杂散电容和主电极电容值的影响,同时结合有限元分析软件Ansoft Maxwell验证,确定微小电容单元的最佳气隙区间,进而准确实现微小电容标准的设计.经测试,在可编程熔融石英电容器中,亚pF量级实际微小电容单元电容值与设计微小电容单元电容值一致性良好.

关键词：交流阻抗、电容标准、保角变换、边缘效应、有限元分析

所属期刊栏目：40

分类号：TB99(计量学)

资助基金：国家自然科学基金51877202,51377150;国家重点研发计划NQI专项2016YFF0200105

在线出版日期：2020-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：116-123