Конденсатор полярный: Полярные и неполярные конденсаторы — в чем отличие, как проверить

alexxlabРазное

Содержание

Полярный конденсатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1


Электролитические алюминиевые конденсаторы.  [1]

Полярные конденсаторы работоспособны при условии, что на их положительный электрод ( анод) подается положительный потенциал источника. Электролитические конденсаторы выпускают с большим интервалом емкости ( от десятых долей до десятков тысяч микрофарад) и напряжением от 3 до 500 В.  [2]

Если полярный конденсатор включить в сето переменного напряжения, то через его диэлектрик пойдет переменный ток, нагревая конденсатор, который может выйти из строя.  [3]

Если полярный конденсатор включить в сеть переменного напряжения, то через его диэлектрик пойдет переменный ток, нагревая конденсатор, и он может выйти из строя.  [4]

Конструкция сухого электролитического конденсатора типа ЭТ.
| Зависимость емкости от времени эксплуатации конденсаторов с различным уплотнением при номинальном рабочем напряжении.  [5]

Для различных применений изготовляются полярные конденсаторы как с гладкими, так и с травлеными анодами, а также неполярные конденсаторы.  [6]

Как уже говорилось, АЭК — полярные конденсаторы, поэтому напряжение обратной полярности предотвращается там, где это необходимо, подключением диода параллельно конденсатору. Падение на диоде порядка 0 8 В является допустимым. Обратные напряжения 1 5 В допустимы для конденсатора за время до 1 с при условии, что такой режим работы не является повторяющимся.  [7]

Использование полупроводниковой сегнетокерамики позволяет получить и полярные конденсаторы с одним омическим и одним неомическим контактами, обладающие в несколько раз большей емкостью, чем неполярные конденсаторы.  [8]

Если максимальное значение переменного напряжения, приложенного к полярному конденсатору, невелико, по сравнению с тем напряжением, при котором проводилась формовка оксидного слоя, то в течение некоторого времени конденсатор может работать без заметного ухудшения своих характеристик. Тем не менее применять полярные конденсаторы даже при малых значениях переменного напряжения для длительной работы не рекомендуется, если вместе с переменным напряжением к конденсатору не прикладывается одновременно поляризующее постоянное напряжение, превышающее по величине амплитуду переменного напряжения.  [9]

Конденсаторы этого типа обладают большой емкостью и относятся к виду полярных конденсаторов. В качестве наполнителя в них используется электролит в жидком или порошкообразном виде. Конденсаторы с жидким электролитом в настоящее время почти не используются из-за необходимости соблюдения осторожности в обращении с электролитом.  [10]

Вторичная формовка неполярных конденсаторов выполняется в том же режиме, что и для полярных конденсаторов, с той разницей, что она производится последовательно для каждой обкладки конденсатора, вследствие чего требует в два раза больше времени.  [11]

Полярность или условные обозначения выводов микроэлементов на схеме сборки указывают около соответствующих точек: для диодов или полярных конденсаторов — знаки или -; для транзисторов — Б; Э; К; для трансформаторов — номера выводов.  [12]

В зависимости от материала диэлектрика конденсаторы бывают бумажные, вакуумные, воздушные, керамические, слюдяные, стекло-керамические, стеклянные, оксидные и др. В зависимости от материала электродов и вида конструкции конденсаторы делятся на фольговые, с металлизированными обкладками, с герметичной конструкцией корпуса, с уплотненной конструкцией корпуса, с изолированным корпусом ( неполярный конденсатор), с неизолированным корпусом (

полярный конденсатор) и др. По признаку функциональной принадлежности конденсаторы бывают импульсные, поме-хоподавляющие, защитные, проходные и др. Малыми размерами при относительно большой номинальной емкости до 1 мкФ обладают керамические конденсаторы, получившие в связи с этим наибольшее распространение. Наибольшую номинальную емкость ( до 22 000 мкФ) при относительно малых размерах имеют оксидные ( электролитические) конденсатеоы.  [13]

В зависимости от материала диэлектрика конденсаторы бывают бумажные, вакуумные, воздушные, керамические, слюдяные, стеклокерамические, стеклянные, оксидные и др.

В зависимости от материала электродов и вида конструкции конденсаторы делят на фольговые, с металлизированными обкладками, с герметичной конструкцией корпуса, с уплотненной конструкцией корпуса, с изолированным корпусом ( неполярный конденсатор), с неизолированным корпусом ( полярный конденсатор) и др. По признаку функциональной принадлежности конденсаторы бывают импульсные, помехоподавляющие, защитные, проходные и др. Малыми размерами при относительно большой номинальной емкости до 1 мкФ обладают керамические конденсаторы, получившие в связи с этим наибольшее распространение. Наибольшую номинальную емкость ( до 470 000 мкФ) при относительно малых размерах имеют оксидные ( электролитические) конденсаторы.  [14]

В Советском Союзе выпускаются сухие полярные и неполярные танталовые электролитические конденсаторы с анодами из гладкой фольги. Полярные конденсаторы обозначаются — тип ЭТ, неполярные — тип ЭТН.  [15]

Страницы:      1    2

Полярный конденсатор на схеме

Электрический конденсатор англ. На электрических схемах конденсаторы обозначают двумя параллельными черточками. При этом, у полярных конденсаторов около положительного электрода дополнительно ставится плюсик. Для чего нужен конденсатор? У этого прибора есть множество применений.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Обозначение конденсаторов на схеме. Обозначение конденсаторов на схеме и их чтение
  • Неполярный конденсатор
  • КОНДЕНСАТОР
  • Конденсатор
  • Как проверить конденсатор мультиметром
  • Конденсаторы | Принцип работы и маркировка конденсаторов

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Конденсатор в цепи переменного тока

Обозначение конденсаторов на схеме. Обозначение конденсаторов на схеме и их чтение


Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Полярные и неполярные конденсаторы — в чем отличие. Всевозможные типы конденсаторов , используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества.

Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов , в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными. В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности?

В этом и попробуем сейчас разобраться. Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.

Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора. Отрицательная обкладка катод — просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.

Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала анод связан с оксидом!

Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.

Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов.

Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован.

В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.

Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать.

Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником. А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами.

Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих. На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках.

По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой Гц. Поделитесь этой статьей с друзьями:. Вступайте в наши группы в социальных сетях:. ВКонтакте Facebook Одноклассники Pinterest.

Смотрите также на Электрик Инфо : Как определить тип конденсатора Как выбрать конденсаторы для подключения однофазного и трехфазного электрод Электролитические конденсаторы Конденсаторы для электроустановок переменного тока Химические источники тока: основные характеристики. Фразу в тексте «Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать» я бы дополнил вот чем: полярный конденсатор при неверном включении из-за ненормального протекания химических реакций становится короткозамкнутым элементом, что может привести к аварийному режиму в цепи, где он включен.

Новые статьи Тематическая викторина от Иосифа Труба Чем конструкция дорогих розеток отличается от дешевых Какие нужны насадки на болгарку и перфоратор для провед IGBT-транзисторы — основные компоненты современной сило Какое напряжение опасно для жизни человека? Как работают датчики и токовые клещи для измерения пост Почему выключатель размыкает фазу, а не ноль? В Интернете кто-то прав! За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Перепечатка материалов сайта запрещена.

Пожалуйста, подождите Электрик Инфо. Добавление комментария. Тематическая викторина от Иосифа Труба Чем конструкция дорогих розеток отличается от дешевых Какие нужны насадки на болгарку и перфоратор для провед Или о чём говорят электрики Бортовая сеть автомобиля. Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. Комментарии: 1 написал: Андрей Кравцов [цитировать]. Добрый день, Андрей! Комментарии: 2 написал: Михаил [цитировать]. Комментарии: 3 написал: Дмитрий [цитировать].

Можно ли использовать неполярный электролитический вместо бумажного кондененсатора?


Неполярный конденсатор

Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы. Итак, рассмотрим обозначение конденсаторов постоянной емкости на электрических схемах. Условно графическое обозначение УГО конденсатора постоянной емкости показано на рисунке 1 и представляет собой отображение двух обкладок конденсатора с выводами. Если же УГО конденсатора повернуть на 90 градусов, то буквенное обозначение конденсатора с порядковым номером и его номинал наносятся, так как показано на рисунке 1 б. Существует еще одна группа конденсаторов — это конденсаторы переменной емкости и подстроечные конденсаторы. Обозначение конденсаторов переменной емкости соответствует нижеприведенному рисунку 3.

Чаще всего электролитический конденсатор состоит из двух пластин из металла это очень распространенный элемент радиоэлектронных схем. полярный электролитический конденсатор в цепях переменного тока его.

КОНДЕНСАТОР

Конденсаторы различают по виду диэлектрика. Существуют конденсаторы с твердым, жидким и газообразным диэлектриком. С твердым диэлектриком это: бумажные, пленочные, керамические, слюдяные. Также существуют электролитические, о которых уже было рассказано выше и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Эти конденсаторы отличаются от всех остальных большой удельной емкостью. Многие, думаю, встречали на импортных конденсаторах такое цифровое обозначение:. Диод Шоттки. Действительно, в любом электронном устройстве, будь то мультивибратор на 2 транзисторах или материнская плата компьютера, во всех них находят применение эти радиоэлементы. Простейший конденсатор представляет собой 2 пластины, разделенные тонким слоем диэлектрика. Емкостное сопротивление конденсатора зависит от его емкости и частоты тока.

Конденсатор

Основным параметром конденсатора является его номинальная емкость, измеряемая в фарадах Ф микрофарадах мкФ или пикофарадах пФ. Допустимые отклонения емкости конденсатора от номинального значения указаны в стандартах и определяют класс его точности. По виду изменения емкости конденсаторы делятся на изделия с постоянной емкостью, переменной и саморегулирующиеся. Номинальная емкость указывается на корпусе конденсатора.

На нашем сайте собрано более бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике. Не можете решить контрольную?!

Как проверить конденсатор мультиметром

Среди большого разнообразия известных типов конденсаторов особую группу составляют электролитические изделия, которые способны работать только при условии соблюдения полярности их включения. Но существует и особый вид конденсаторных элементов, в которых данный фактор не имеет преимущественного значения. Это неполярный конденсатор, или НЭК смотрите рисунок ниже. Рассмотрим, в чём состоит конструктивное отличие неполярных электролитических конденсаторов ЭК от своих полярных аналогов, а также каким образом каждое из этих изделий включается в электрическую схему. Основное различие рассматриваемых модификаций конденсаторных изделий состоит в технологии изготовления перехода, образуемого на границе раздела двух контактов.

Конденсаторы | Принцип работы и маркировка конденсаторов

Конденсаторы выполняют множество полезных функций в схемах электронных устройств, несмотря на их простую конструкцию. Если разобрать до деталей несколько радиоэлектронных устройств, и сосчитать их, то окажется, что количество, рассматриваемых в данной статье элементов, превысит количество других отдельных радиоэлектронных приборов, в том числе и резисторов. Ввиду такого обстоятельства, нам следует уделить особое внимание конструкции, устройству и принципу работы конденсаторов. Для большего понимания принципа работы конденсатора рассмотрим его конструкцию. Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин, называемых обкладками. Между обкладками расположен диэлектрик, то есть веществом, которое практически не пропускает электрический ток. Обкладки, как правило, имеют одинаковые геометрические размеры квадрат, прямоугольник, круг и равны по площади. Пластинки выполняются из алюминия, меди или драгоценных металлов.

Чаще всего электролитический конденсатор состоит из двух пластин из металла это очень распространенный элемент радиоэлектронных схем. полярный электролитический конденсатор в цепях переменного тока его.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео.

Алюминиевый электролитический конденсатор радиального типа — электролитическое накопительное устройство постоянной ёмкости 3,3мкФ при напряжении 50В, 63В, В, В, В, В, В, В. Корпус цилиндрический с однонаправленными проволочными гибкими выводами радиального типа radial lead или с жесткими выводами лепестковыми snap-in. Представленные серии конденсаторов имеют полярный тип конструкции. Полярность выводов, краткие технические данные, а также маркировка конденсатора нанесены на корпусе с помощью краски. Радиальные электролитические конденсаторы широко используются в зарядных устройствах и электроисточниках питания, частотных преобразователях, акустической и бытовой технике. Подробные характеристики, расшифровка маркировки, габаритные и установочные размеры алюминиевых электролитических конденсаторов указаны ниже.

Полярные конденсаторы работоспособны при условии, что на их положительный электрод анод подается положительный потенциал источника.

Все накопители заряда устроены примерно одинаково, только с применением разных материалов. Например, электролитические конденсаторы имеют две пластины из алюминиевой фольги электроды , а между ними диэлектрик, материал с большим сопротивлением. В качестве диэлектрика в электролитических конденсаторах используется бумага пропитанная электролитом, а для неполярных пленочных конденсаторов диэлектриком является керамика, стекло. Сопротивление бумаги ниже, чем керамики, поэтому электролитические конденсаторы имеют больший ток утечки саморазряд по сравнению с пленочными накопителями заряда. В случае замыкания пластин выделяется тепло, испаряется электролит и происходит взрыв, который выворачивает все внутренности накопителя заряда. Чтобы электролитические конденсаторы не взрывались, на торце его корпуса выдавливается крест. При закипании электролита разрывается торец корпуса по линии креста и пары электролита выходят наружу, не разрывая корпус.

Знакомство с конденсатором для тех кто только начинает знакомиться с радиоэлектроникой и радиолюбительством. Что такое конденсатор. Конденсатор, это радиодеталь, обладающая электрической емкостью. На первый взгляд это похоже на работу аккумулятора, но только на первый взгляд.


Полярный конденсатор — определение термина

Термин и определение

конденсатор, предназначенный для применения в цепях постоянного и пульсирующего тока при постоянной полярности напряжения на его выводах.

Еще термины по предмету «Электроника, электротехника, радиотехника»

Полупроводниковые материалы (Semiconductor materials)

совокупность веществ с четко выраженными свойствами полупроводнuков в широком диапазоне температур, применяющихся для изготовления полупроводниковых приборов.

Режим ведомой работы (Slave operation)

режим работы регулируемых источников питания, который достигается координацией параметров взаимосвязанных по управлению источников питания, один из которых настраивается на работу в качестве «ведущего» источника.

Флэш-память (Flash Memory)

разновидность РПЗУ с электрическим стиранием информации и возможностью многократной перезаписи.

Похожие

  • Полярность
  • Конденсатор
  • Полярное сияние
  • Полярный воздух
  • Полярный тип
  • Полярное исполнение
  • Полярный диэлектрик
  • Полярные координаты
  • Полярное соответствие
  • Полярное уравнение
  • Полярность сигнала
  • Обратная полярность
  • Прямая полярность
  • День полярный
  • Касп полярный
  • Зарядка конденсатора (заряд конденсатора)
  • Разрядка конденсатора (разряд конденсатора)
  • Холодильный конденсатор
  • Анод конденсатора
  • Бумажный конденсатор

Смотреть больше терминов

Научные статьи на тему «Полярный конденсатор»

Электрический конденсатор Определение 1 Электрический конденсатор –это двухполюсник с переменной. ..
Полярность….
Большое количество конденсаторов функционирует исключительно при корректной полярности напряжения….
В случае обратной полярности напряжения некоторые конденсаторы выходят из строя….
Классификация конденсаторов осуществляется по типу диэлектрика, согласно данному признаку конденсаторы

Статья от экспертов

Исследованы процессы протекания заряда в межэлектродном промежутке плоского конденсатора, заполненного слабопроводящей полярной жидкостью, находящейся в постоянном или модулированном электрическом поле. Предполагается, что свободные заряды в жидкости образуются только благодаря униполярной инжекции положительных ионов с анода, сама ин-жекция возникает пороговым образом, когда поле на аноде превышает некоторое критическое значение. Изучено пространственно-временное поведение структур заряда. П…

Научный журнал

Creative Commons

Основные характеристики конденсатора Определение 1 Конденсатор – это двухполюсник с малой проводимостью. ..
К основным характеристикам конденсаторов относятся: Емкость, характеризующая способность конденсатора…
Оно зависит от конструкции конденсатора и свойств материалов. Полярность….
Большинство электролитических конденсаторов правильно работают только при корректной полярности напряжений…
При обратной полярности они выходят из строя вследствие химического разрушения диэлектрика.

Статья от экспертов

Предлагается вариант исполнения инвертора тока с заменой традиционного коммутирующего конденсатора демпфирующим устройством с полярным конденсатором, осуществляющим коммутацию в два этапа. Вариант позволяет добиться плавности изменения токов статорных обмоток во время коммутаций, завершающихся выключениями силовых транзисторов в обесточенном состоянии.

Научный журнал

Creative Commons

Повышай знания с онлайн-тренажером от Автор24!

  • 📝 Напиши термин
  • ✍️ Выбери определение из предложенных или загрузи свое
  • 🤝 Тренажер от Автор24 поможет тебе выучить термины, с помощью удобных и приятных карточек

Возможность создать свои термины в разработке

Еще чуть-чуть и ты сможешь писать определения на платформе Автор24. Укажи почту и мы пришлем уведомление с обновлением ☺️

Значение эффекта двухслойного конденсатора в полярных каучукоподобных диэлектриках и исключительно стабильных низковольтных органических транзисторах с высокой крутизной

Abstract

Как высокий коэффициент усиления, так и крутизна при низких рабочих напряжениях необходимы для практического применения органических полевых транзисторов (OFET). ). Здесь мы описываем значение эффекта емкости двойного слоя в полярных каучукоподобных диэлектриках, даже если они присутствуют в очень низкой концентрации ионов и проводимости. Мы заметили, что этот эффект может значительно увеличить крутизну OFET при низком напряжении. В частности, когда в качестве диэлектрического слоя использовался полярный эластомер поли(винилиденфторид-со-гексафторпропилен) (э-ПВДФ-ГФП), несмотря на толщину в несколько микрометров, мы получили крутизну на ширину канала в 30 раз выше, чем измеренная для те же органические полупроводники, изготовленные на полукристаллическом ПВДФ-ГФП аналогичной толщины. После серии подробных экспериментальных исследований мы приписываем вышеуказанное наблюдение эффекту емкости двойного слоя, даже несмотря на то, что ионная проводимость составляет всего 10–10 См/см. В отличие от ранее описанных OFET с двухслойным емкостным эффектом, наши устройства продемонстрировали беспрецедентно высокую устойчивость к напряжению смещения в воздухе и даже в воде.

Введение

Полевые транзисторы (FET) с высоким коэффициентом усиления и крутизной имеют решающее значение для широкого спектра приложений 1,2,3 , включая логические схемы, драйверы дисплея и датчики 4,5,6 . Высокопроизводительные полевые транзисторы на основе органических материалов представляют особый интерес в связи с их совместимостью с недорогими, высокопроизводительными процессами и механическим соответствием мягким тканям. Однако было сложно реализовать высокую крутизну органических материалов из-за их относительно низкой подвижности носителей заряда. Одним из эффективных методов является разработка диэлектрических слоев с высокой емкостью 7,8 . Халик и др. использовал ультратонкий самособирающийся монослойный (SAM) диэлектрический слой 9 для достижения высокой емкости 0,7 мкФ/см 2 и крутизны 0,01–0,04  См/м в OTFT с вакуумным напылением. Легированные ионами полимерные электролиты 10 и ионные гели 11,12 использовались в качестве диэлектрических слоев для OFET. Их емкости высоки из-за эффекта двухслойного конденсатора. Было показано, что полученные OFET достигают крутизны до 0,5   См / м. Тем не менее, проблемы с использованием вышеупомянутых систем для практических приложений остаются из-за низкой производительности изготовления SAM, несовместимости жидких/гелевых материалов со стандартными производственными процессами и высокой чувствительности ионных диэлектриков к влаге 6 .

Результаты

Здесь мы по счастливой случайности обнаружили, что полярный фторированный эластомерный диэлектрик PVDF-HFP, несмотря на низкую концентрацию ионов, способен индуцировать эффект зарядки двойного электрического слоя при приложенном на затворе напряжении. Этот полимерный диэлектрик пригоден для обработки в растворе с высокой статической емкостью ~0,3 мкФ/см 2 даже при толщине в несколько микрометров. Устройства, изготовленные из этого толстого полимерного диэлектрика, способны работать при низких напряжениях с крутизной до 0,02 См −1 для полимерных OTFT и до 1,2 Sm −1 для CVD-графеновых полевых транзисторов. Этот полимерный диэлектрик хорошо совместим с обработкой растворов различных органических полупроводников. Примечательно, что полученные устройства показали как высокий выходной ток, так и низкое напряжение смещения как в условиях окружающей среды, так и в водной среде.

Полимеры ПВДФ-ГФП обычно являются полукристаллическими, когда в них включена высокая молярная доля сегментов ПВДФ 13 . Однако более высокое молярное соотношение звеньев ГФП (45 мол. % определяется 19 F-ЯМР, показанный в дополнительной информации на рис. S2), приводит к получению эластичного материала с температурой стеклования (T g ) около -20°C (рис. S1 и S3). Его диэлектрическая проницаемость составляет 11 при измерении на частоте 1 кГц, что соответствует ранее сообщаемому диапазону от 8 до 13 14,15 .

Толстые полимерные диэлектрические пленки (1,4–5 мкм) были использованы для наших ОПТ, чтобы значительно уменьшить ток утечки (10 −6  А·см −2 при V = −1 В для 1,4 мкм), и они намного более легко достижимо с крупномасштабными методами покрытия. Наши пленки имели гладкую поверхность (шероховатость поверхности ~0,3 нм) и сильное электрическое поле пробоя, превышающее 0,3 МВ/см. (Дополнительная информация, рис. S4–7). Характеристики e-PVDF-HFP очень стабильны при различных условиях приготовления. Мы пробовали разные условия отжига, даже преднамеренно добавляя в раствор деионизированную воду, но существенного изменения значения емкости не наблюдали.

Для оценки характеристик транзисторных устройств с использованием этого диэлектрика мы изначально выбрали поли(тетратиеноацен-дикетопирролопиррол) (PTDPPTFT4, химическая структура показана на рис. 1) в качестве полупроводникового слоя из-за его высокой подвижности носителей заряда 16 . Устройство показало высокий ток включения, близкий к 10 -4 А при V G  = -5 В, несмотря на толстый диэлектрический слой (1,4 мкм). Кроме того, подпороговый наклон прибора составлял всего 120  мВ, декада .−1 , что сравнимо с самыми низкими значениями, зарегистрированными для OTFT 12,17 . Кроме того, пороговое напряжение (V TH ) составляло <1 В, что очень желательно в низковольтных приложениях. Самое главное, устройство PTDPPTFT4 продемонстрировало высокую крутизну на ширину канала 0,02 См м -1 при напряжении на затворе -3 В (таблица 1). OTFT, работающие при низких напряжениях, ранее были получены с использованием поли(винилиденфторид-трифторэтилен-хлорфторэтилен) (P(VDF-TrFE-CFE)) в качестве диэлектрического слоя с высокой диэлектрической проницаемостью до 60 на низких частотах 17 . Однако для достижения высокой крутизны на канал шириной 4 × 10 −3  См·м −1 при −3 В требовался тонкий слой ~160 нм. OTFT со сверхтонкими диэлектриками SAM (0,01–0,04 См/м) 18,19 , хотя все еще ниже, чем сообщаемое ранее значение с диэлектриком из гелевого электролита (0,5 См/м) 20 . Однако наш диэлектрический полимер e-PVDF-HFP хорошо совместим со стандартными процессами изготовления устройств и обеспечивает стабильную работу устройств в окружающей среде и даже под водой, как более подробно обсуждается ниже.

Таблица 1. Сводка электрических характеристик OFET, измеренных в режиме насыщения с использованием диэлектрического слоя e-PVDF-HFP (толщина 1,4 мкм).

Полноразмерная таблица

Рисунок 1

Химическая структура, схема устройства и характеристика пленок e-PVDF-HFP.

(a) Структура транзисторного устройства и химическая структура e-PVDF и PTDPPTFT4. (b,c) Выходные и передаточные характеристики PTDPPTFT4 (длина канала L = 50 мкм, ширина канала W = 1000 мкм), где V DS  = −5 В. Толщина диэлектрика 1,4 мкм. На графике I DS 1/2 и V G наблюдались два наклона. Это может быть связано с наличием контактного сопротивления в устройстве. Мы использовали первый наклон в диапазоне от +0,2 В до –2 В для оценки значений подвижности.

Изображение полного размера

Несмотря на то, что высокая крутизна при низком напряжении имеет решающее значение для практических приложений, подвижность носителей заряда обычно используется для характеристики способности полупроводника к переносу заряда. Подвижность носителей заряда рассчитывается по стандартным моделям MOSFET в режимах насыщения и линейности и зависит от значения емкости, используемого для расчета. Неионогенные диэлектрические материалы обладают относительно постоянной емкостью независимо от частоты измерения. Также было обнаружено, что емкость e-PVDF-HFP остается почти неизменной от 20 до 100 кГц, но она быстро увеличивается при снижении частоты ниже 1 Гц. Поэтому типичная процедура, широко используемая в литературе для расчета подвижности с использованием значения емкости, измеренного на частоте ≥20 Гц, приведет к завышению оценки подвижности. Эта проблема была дополнительно подтверждена измерением транзисторов с e-PVDF-HFP различной толщины. Несмотря на то, что емкости, измеренные на частоте 20 Гц, масштабировались в зависимости от толщины диэлектрика, как и ожидалось для стандартных конденсаторов (рис. S4), выходной ток транзистора не показал ожидаемого масштабирования в зависимости от толщины диэлектрика. Это предполагает, что происхождение высокой крутизны, вероятно, отличается от тех, которые получены на других диэлектрических материалах на основе PVDF, в основном за счет их высокой поляризуемости. Далее мы измерили емкость в квазистатическом пределе. Резкий рост значения емкости наблюдается на низких частотах, приближающихся к квазистатическому пределу. Кроме того, емкость практически не менялась в зависимости от толщины диэлектрического слоя (рис. S4a), что позволяет предположить, что в нашей системе присутствовал эффект зарядки двойного слоя. Наблюдаемая нами высокая емкость также объясняет высокую крутизну, полученную даже при низком рабочем напряжении.

Чтобы дополнительно подтвердить значение емкости в квазистатическом пределе, мы измерили постоянную времени RC-цепи на основе конденсатора e-PVDF-HFP и внешнего резистора (рис. S8). Интересно, что зависимости емкости от напряжения не наблюдалось. Это подтверждает высокую емкость на низкой частоте 0,1 Гц, что позволяет явно определить емкость (рис. S4) и соответствующую подвижность (рис. 2b) из измерений OTFT. Эффект двухслойной зарядки при низкой частоте для e-PVDF-HFP является неожиданным, учитывая, что присутствует <1 % масс. соли. Для сравнения, типичные ионно-гелевые диэлектрики состоят из >80 % по весу ионной жидкости и имеют высокую ионную проводимость порядка 10 −2  − 10 −5  См/см 21,22,23 . Измеренная ионная проводимость для нашего э-ПВДФ-ГФП на несколько порядков ниже, в котором мы измерили ее как ~8 × 10 -11  См/см (рис. S7). Напротив, когда в качестве диэлектрического слоя использовался полукристаллический PVDF-HFP (90% ВДФ по молярному соотношению, называемый c-PVDF-HFP), выходной ток уменьшался с увеличением толщины c-PVDF-HFP от 0,55 мкм. до 2,15 мкм (рис. S4b), как и ожидалось для обычных диэлектрических материалов. Квазистатическая емкость при зарядке/разрядке RC-цепи также дала значения емкости, аналогичные значениям, измеренным на более высоких частотах (> 20 Гц).

Рисунок 2

Характеристики устройства транзисторов PTDPPTFT4, изготовленных на e-PVDF-HFP и c-PVDF-HFP.

(a) Кривые переноса OTFT, приготовленных на диэлектрическом слое e-PVDF-HFP различной толщины. (b) Соответствующая полевая подвижность в зависимости от толщины e-PVDF-HFP, определенная с использованием емкости при 20 Гц, 0,1 Гц и значениях квазипостоянного тока. Использование емкости на частоте 20 Гц приводит к недооценке фактической плотности носителей заряда при измерении передаточной характеристики и, следовательно, к завышенным значениям подвижности. (c) Характеристики устройства при прямой и обратной развертке. (d) Температурно-зависимая крутизна полевых транзисторов PTDPPTFT4, изготовленных на e-PVDF-HFP (сплошная кривая) и OTS-модифицированном SiO 2 (пунктирная кривая). (e) Кривые переноса OTFT, приготовленных на диэлектрическом слое c-PVDF-HFP различной толщины. (f) Соответствующая полевая подвижность в зависимости от толщины c-PVDF-HFP, определенная с использованием емкости при 20 Гц и значений квазипостоянного тока.

Изображение в натуральную величину

Обсуждение

Приведенные выше наблюдения позволяют предположить, что необычный эффект двухслойной зарядки в e-PVDF-HFP связан с его низкой T g (~-20 °C). Действительно, хорошо известно, что эластичные полимеры являются желательными матрицами для ионных проводников из-за высокого сегментного движения, которое облегчает перенос ионов 24 . Кроме того, высокая концентрация полярных групп в e-PVDF-HFP важна для сольватации любых солевых примесей, таких как сшивающие реагенты (обычно соединения фосфония) 25,26,27 . В случае c-PVDF-HFP не было выявлено четких доказательств вклада ионов в процесс зарядки из-за подавления сегментарного движения из-за его полукристаллической природы. Поли(диметилсилоксан) (ПДМС) является хорошо известным эластичным диэлектрическим материалом. Однако он не проявляет признаков двойного электрического заряда из-за его низкой полярности (рис. S4c и S8). Таким образом, e-PVDF-HFP является редким диэлектрическим материалом, который демонстрирует эффект двухслойной зарядки ионных диэлектриков, сохраняя при этом технологические характеристики и стабильность неионных диэлектриков.

Комбинация фторированного полярного эластомера с низкой концентрацией ионов в OTFT e-PVDF-HFP с диэлектрическим затвором индуцирует высокую плотность носителей заряда за счет двойного электрического заряда. Кроме того, все исследованные нами транзисторы показали небольшой гистерезис ~ 0,5   В с более высоким током обратной развертки по сравнению с прямой разверткой (рис. 2в). Работоспособность прибора зависит от рабочей температуры, при резком снижении крутизны при охлаждении прибора от комнатной температуры до 200 К (рис. 2г). Это уменьшение в значительной степени связано с уменьшением подвижности ионов, которая прямо коррелирует с сегментарным движением и сильно зависит от температуры 24 .

Мы протестировали несколько других хорошо известных органических полупроводников, пригодных для обработки раствором, и CVD-графен на толстом диэлектрике e-PVDF-HFP. Как показано на рис. 3, как p-, так и n-канальные транзисторы имеют высокую крутизну. Все устройства генерируют большой выходной ток при низком напряжении затвора менее 5 В. Было измерено, что крутизна этих устройств на ширину канала в три-десять раз выше, чем у соответствующего материала с SiO 2 или других широко известных полимерных диэлектриков. Устройство с CVD-графеном показало крутизну до 1,2 мСм (V DS  = –0,1 В) и даже выше, чем устройства с CVD-графеном, использующие фосфатно-буферный электролит с NaCl в качестве диэлектрического слоя (0,42 мСм). При нормализации V D с для целей сравнения нормализованная крутизна (g m /V D ) нашего графенового устройства (12000 мкЗв -1 ) выше, чем у графеновых устройств, изготовленных на основе высокодиэлектрических материалов. -константа HfO 2 или Y 2 O 3 диэлектрики (~100 мкЗв −1 ).

Рисунок 3

Электрические характеристики OTFT на основе диэлектрического слоя e-PVDF-HFP с W/L = 20. (c) PCBM соответственно. Обратите внимание, что передаточные характеристики графеновых устройств оценивались в линейном режиме, где V DS  = −0,1 V. На каждой панели представлены передаточные кривые с выходными характеристиками, показанными на вставленных маленьких рисунках. (d) Сравнение крутизны различных диэлектриков. Все крутизны были нормализованы к управляющему напряжению затвора -3  В. Черные точки показывают крутизну, полученную из OFET на основе обычных диэлектрических слоев, включая сшитый Cytop (d = 50–70 нм) 34 , сшитый полистирол (ПС) (d = 10 нм) 35 , сшитый поли(винилфенил) (ПВП) (толщина = 280 нм) 36 , SiO 2 (d = 09  230–300–300 38 и полукристаллический PVDF-HFP (толщина = 1,4 мкм) 39 . Отметим, что все диэлектрики SiO 2 были модифицированы ПАВ OTS. Красные точки представляют производительность, полученную от OFET на основе e-PVDF-HFP. Крутизна всех устройств e-PVDF-HFP примерно на порядок выше, чем у соответствующих устройств, изготовленных на OTS-модифицированном SiO 2 . (e) I DS и I G зависимости токов от частоты транзистора PTDPPTFT4 с e-PVDF-HFP в качестве диэлектрического слоя (L = 50 мкм, W = 1000 мкм), где V DS  = −15 В, V G  = 10 В до −10 В. Частота среза (f c ) оценивалась как пересечение I DS и I G . (f) I DS ответ PTDPPTFT4 на прямоугольный импульс напряжения затвора с частотой 1 кГц, ширина импульса = 1 мс, время нарастания импульса = 4 мкс и длина канала = 50 мкм. Время отклика определяется как время, необходимое для достижения 80 % максимального тока включения при 20 % выключенного состояния.

Изображение полного размера

Низкое время отклика является потенциальной проблемой для полевых транзисторов с ионно-диэлектрическим затвором. Для практических приложений, таких как радиочастотная идентификация (RFID) и органические светодиоды (OLED), скорость переключения является одним из наиболее важных параметров устройства. Скорость переключения устройств с ионным электролитом обычно находится в диапазоне от 1 до 100 Гц. Раньше фрисби и др. продемонстрировал работу на частоте 10 кГц с ионными гелями при очень высокой концентрации ионов (9% по массе ионной жидкости, 0,7% по массе полимерного электролита и 90% по массе растворителя) и высокой подвижности ионов (около 8 × 10 −3  См/см) 11 . Чтобы оценить поведение при переключении наших e-PVDF-HFP OFET, мы применили короткий импульс напряжения затвора для работы устройства. Транзистор e-PVDF-HFP/PTDPPTFT4 показал время включения 44  мкс (рис. 3e,f). Частота переключения среза (f c ), характеризующая максимальную рабочую частоту транзистора, была определена равной 11 кГц путем измерения I DS и I G в зависимости от частоты, где f c определяется как частота, где модулированный переменным током I DS равен паразитному току затвора (I G ). Интересно, что значение f c (11  кГц) сравнимо или даже выше, чем у многих устройств с полимерным электролитом с очень высокой концентрацией ионов 11 , несмотря на сверхнизкую концентрацию ионов в e-PVDF-HFP. Снижение I DS , наблюдаемое на более высоких частотах (рис. 3e), объясняется уменьшением емкости с увеличением частоты. Кроме того, повышенный I G в основном объясняется паразитным током, вызванным большим перекрытием между электродами стока/истока и затвора. Частота среза нашей конструкции устройства в настоящее время в основном ограничена большой длиной канала (L = 50 мкм) и большим перекрытием между электродами стока/истока и затвора, что приводит к большому паразитному току затвора. Скорость переключения устройств может быть дополнительно улучшена за счет сведения к минимуму перекрытия электродов стока/истока и затвора и дальнейшей модификации диэлектрического материала. В дополнительном эксперименте при измерении передаточных характеристик применялось смещение стока, состоящее из сигнала переменного тока, наложенного на напряжение постоянного тока, что позволило рассчитать линейную подвижность полевого эффекта. Как и ожидалось, подвижность постоянного тока нашего устройства в режиме постоянного тока не меняется, в то время как подвижность переменного тока падает только примерно до 20% и 50% на частотах 1 кГц и 10 кГц соответственно (рис. S14). Несмотря на то, что архитектура устройства не была оптимизирована для работы на высоких частотах, эти результаты согласуются с измерением импульсного затвора и подчеркивают пригодность использования этих устройств в новых биосенсорных приложениях.

Другой важной проблемой OFET является напряжение смещения и стабильность устройства во времени 28 . Типичные транзисторы на основе двухслойных зарядных конденсаторов очень чувствительны к влаге. Кроме того, большое количество ионов, присутствующих в диэлектрике, может диффундировать в полупроводниковый материал и приводить к окислительно-восстановительным реакциям и деградации материала 29 . Для этой цели устройства e-PVDF-HFP-PTDPPTFT4 были подробно проанализированы с использованием периода смещения 10 минут при различных напряжениях затвора в условиях окружающей среды (рис. 4a). Предыдущий анализ напряжения смещения в полевых транзисторах, продолжавшийся в течение нескольких часов, обычно сообщал о сдвигах порогового напряжения не менее чем на несколько вольт даже при использовании фторированных диэлектриков 30,31 . Низковольтные транзисторы являются наиболее стабильными в отношении сдвигов порогового напряжения, но все же демонстрируют сдвиги примерно на один вольт после 27  часов смещения 32 . Для получения информации о долговременных стрессовых воздействиях в устройствах на основе ePVDF-HFP было применено смещение V D  = V G  = −0,5 V, и передаточные характеристики были измерены до и сразу после каждого шага смещения (длительность 30 минут). ). Это измерение повторялось непрерывно в течение более 120 часов. Устройства продемонстрировали высокую стабильность на (I D ) и токи утечки (I G ) (рис. 4б). Интересно, что пороговое напряжение показало небольшое изменение менее чем ± 25 мВ и, что важно, отсутствие дрейфа даже после 120 часов. Аналогичное устройство, помещенное под деионизированную воду на более чем 90 часов, также показало небольшое напряжение смещения, стабильный I D и лишь незначительное снижение токов утечки. Кроме того, стабильность диэлектрика e-PVDF-HFP была протестирована с устройствами, хранившимися в условиях окружающей среды более трех месяцев, а также с устройствами, погруженными в деионизированную воду более чем на 24 часа, оба показали незначительное изменение значений емкости. Это первый пример OTFT, работающий под непрерывным смещением, когда активный материал непосредственно подвергается воздействию воды, демонстрирующий такие небольшие изменения V TH и токовый выход. Беспрецедентная стабильность устройства при прямом воздействии как воздуха, так и воды напрямую связана с высокой устойчивостью диэлектрика e-PVDF-HFP к окружающей среде и воде, а также с высокой стабильностью полупроводника PTDPPTFT4. Эти результаты показывают, что e-PVDF-HFP обеспечивает преимущества типичных двухслойных зарядных диэлектриков, то есть работу при низком напряжении и высокую крутизну, сохраняя при этом беспрецедентную стабильность устройства и низкий ток утечки. Это делает его особенно полезным для приложений, требующих высокого выходного тока и датчиков.

Рисунок 4

Анализ напряжения смещения устройств e-PVDF-HFP с PTDPPTFT4 в качестве полупроводникового материала.

(a) Поведение напряжения смещения (I DS в зависимости от времени) для полевых транзисторов PTDPPTFT4 при V G  = −0,5, −1, −3 и −5  В в условиях окружающей среды. (b) Длительное смещение по току I D и току утечки I G , измеренное в конце каждого цикла смещения в воздухе (сплошные символы) и в деионизированной воде (светлые символы). Смещение V D  = V G  = −0,5 V и передаточные характеристики измерялись до и сразу после каждого шага смещения. (в, г) Эволюция подвижности и сдвиг порогового напряжения как в линейном режиме, так и в режиме насыщения при долговременном смещении в воздухе и деионизированной воде соответственно. Полевая подвижность рассчитывалась с помощью квазистатической емкости. Снижение подвижности анализировали, выполняя линейную регрессию во времени, показывающую наклон около -0,22%/час и -0,25%/час для устройства в воздухе и деионизированной воде соответственно. Прерывания на графиках – это начало нового цикла измерений и перезаполнение шприцевого насоса в случае воздействия на устройство деионизированной воды.

Изображение полного размера

Заключение

Мы успешно продемонстрировали, что полярный каучукообразный диэлектрический материал e-PVDF-HFP значительно увеличивает крутизну OTFT при низких рабочих напряжениях, несмотря на то, что используемый диэлектрический слой имеет толщину более одного микрона. Высокие характеристики OTFT объясняются образованием двойного электрического слоя в диэлектрическом материале, что редко наблюдается в полимерных диэлектриках при низких концентрациях ионов. Мы предоставили четкие доказательства того, что существует значительное влияние зарядки двойного электрического слоя на характеристики переноса OTFT даже при чрезвычайно низкой ионной проводимости (8 × 10 −11  См/см), что на несколько порядков ниже, чем у обычных полимерных электролитов (10 −4  − 10 −5  См/см) 21 или ионных жидкостей/гелей (10 − 2  − 10 −4  См/см) 22,23 . Кроме того, наши результаты демонстрируют важность проверки емкости в квазистатическом пределе для правильной характеристики подвижности носителей заряда. Сочетание высокой полярности и низкой T г нашего эластичного фторполимера приводит к эффекту двухслойного конденсатора, что приводит к высокой крутизне проводимости, наблюдаемой в наших устройствах. Важно отметить, что этот диэлектрический материал должен быть применим к целому ряду полупроводниковых материалов помимо органических полупроводников. Благодаря своей низкой стоимости, совместимости со стандартными технологиями производства, низкому управляющему напряжению и высокой стабильности в воздушной и водной средах полярные каучукообразные полимерные диэлектрики должны оказаться полезными в практических приложениях, таких как биомедицинские устройства, датчики, носимая электроника и растягиваемые устройства.

Методы

Полимерные полупроводники, P3HT (от Aldrich), PTDPPTFT4 (от Corning Incorporated) и PCBM (от Sigma-Aldrich) использовали без дополнительной очистки. PII2T был синтезирован в соответствии с ранее описанными процедурами 33 . e-PVDF-HFP был приобретен у 3M Co (фторэластомер 3M™ Dyneon™ FE). Его (1,2 г) растворяли в 10 мл безводного 2-бутона путем перемешивания в течение ночи в инертной атмосфере. Полученный раствор фильтровали через фильтр из ПТФЭ с размером пор 0,2 мкм и наносили центрифугированием на высоколегированный n -тип Si (100) (<0,004 Ом·см) подложка при 1500 об/мин в течение 1 мин. Затем пленки сушили при 80°С в течение 10 мин, а затем сшивали при 180°С в течение 6 ч.

Полупроводниковые полимеры и PCBM наносили центрифугированием поверх фторэластомера из хлорбензола (P3HT, 5 мг/мл), дихлорбензола (PII2T, 5 мг/мл), хлорбензола (PTDPPTFT4, 5 мг/мл) и хлороформа (PCBM , 10 мг/мл) соответственно при 1000 об/мин в течение 1 мин. Затем их отжигали в течение 1 часа при 120 °C в инертной атмосфере для удаления остаточного растворителя. Пленки монослоя графена были выращены на медной фольге методом химического осаждения из газовой фазы. Затем листы графена, выращенные методом CVD, переносили на подложку e-PVDF-HFP/Si для изготовления устройства. Затем золотые контакты исток-сток напылялись через теневую маску поверх тонких полупроводниковых пленок (верхний контакт).

Передаточные и выходные характеристики TFT регистрировали в перчаточном боксе, заполненном N 2 , или в воздухе с использованием полупроводникового параметрического анализатора Keithley 4200 (Keithley Instruments, Cleveland, OH). Емкости диэлектрических материалов измеряли с использованием прецизионного измерителя LCR Agilent E4980A и электрохимической рабочей станции Biologic VMP3. Измерения емкости квазипостоянного тока, основанные на зарядке/разрядке RC-цепей, были выполнены с добавлением внешнего резистора, с использованием модели Keithley 2400 в качестве источника напряжения и модели Keithley 2635A в качестве вольтметра.

Оптические микрофотографии были получены с помощью кросс-поляризованного оптического микроскопа (Leica DM4000M). Измерения толщины проводили на профилометре Dektak 150 (Veeco Metrology Group). Атомно-силовую микроскопию в режиме постукивания выполняли с использованием Multimode Nanoscope III (Digital Instruments/Veeco Metrology Group). Дифференциальную сканирующую калориметрию измеряли на TA Instruments Q2000. Эксперименты по дифракции рентгеновских лучей со скользящим падением (GIXD) проводились на Стэнфордском источнике синхротронного излучения (SSRL) на линии луча 11-3 с энергией фотонов 12,7 кэВ. Пластина 2D-изображения (MAR345) использовалась для обнаружения дифрагированных рентгеновских лучей. Детектор находился на расстоянии 400 мм от центра образца. Угол падения сохранялся равным 0,08 градуса, что немного ниже критического угла, соответствующего полному коэффициенту отражения, чтобы уменьшить фон рассеяния от аморфного диэлектрика под активным слоем. При угле падения 0,12 градуса дифракционные пики активного слоя заглушались фоновым рассеянием, тогда как при углах падения менее 0,08 градуса сигнал от активного слоя становился слабее. Время экспозиции составляло 6 мин. Данные GIXD анализировали с использованием программного обеспечения wxDiff.

Полные методы и любые связанные с ними ссылки доступны в онлайн-версии документа на сайте www.nature.com/nature.

Дополнительная информация

Как цитировать эту статью : Wang, C. et al. Значение эффекта двухслойного конденсатора в полярных резиноподобных диэлектриках и исключительно стабильных низковольтных органических транзисторах с высокой крутизной. науч. Респ. 5 , 17849; doi: 10.1038/srep17849 (2015).

Ссылки

  • Соколов А. Н., Ти Б. К. К., Беттингер С. Дж., Ток Дж. Б. Х. и Бао З. Химические и инженерные подходы к созданию органических полевых транзисторов для электронных кожных приложений. Отчеты о химических исследованиях 45, 361–371 (2011).

    Артикул Google ученый

  • Кац, Х. Э. и Хуанг, Дж. Тонкопленочные органические электронные устройства. Ежегодный обзор исследования материалов 39, 71–92 (2009).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Коропчану, В. и др. Перенос заряда в органических полупроводниках. Химические обзоры 107, 926–952 (2007).

    КАС Статья Google ученый

  • Someya, T., Dodabalapur, A., Huang, J., See, KC & Katz, H.E. Химические и физические измерения с помощью органических полевых транзисторов и связанных с ними устройств. Дополнительные материалы 22, 3799–3811 (2010).

    КАС Статья Google ученый

  • Торси Л. и Додабалапур А. Органические тонкопленочные транзисторы как пластиковые аналитические датчики. Аналитическая химия 77, 380-387 А (2005).

    Артикул Google ученый

  • Roberts, M. E. et al. Водостойкие органические транзисторы и их применение в химических и биологических сенсорах. Труды Национальной академии наук 105, 12134–12139.(2008).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Верес, Дж., Ожье, С., Ллойд, Г. и де Лиу, Д. Изоляторы затворов в органических полевых транзисторах. Химия материалов 16, 4543–4555 (2004).

    КАС Статья Google ученый

  • Ортиз Р. П., Факкетти А. и Маркс Т. Дж. Высококачественные органические, неорганические и гибридные диэлектрики для низковольтных органических полевых транзисторов. Химические обзоры 110, 205–239.(2009).

    Артикул Google ученый

  • Халик, М. и др. Низковольтные органические транзисторы с аморфным молекулярным диэлектриком под затвором. Природа 431, 963–966 (2004).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Panzer, M. J. & Frisbie, C.D. Диэлектрик с полимерным электролитом открывает конечные окна высокой проводимости в органических тонкопленочных транзисторах при высокой плотности носителей заряда. Журнал Американского химического общества 127, 6960–6961 (2005).

    КАС Статья Google ученый

  • Lee, J., Panzer, M.J., He, Y., Lodge, T.P. & Frisbie, C.D. Тонкопленочные полимерные транзисторы с ионным гелем. Журнал Американского химического общества 129, 4532–4533 (2007).

    КАС Статья Google ученый

  • Чо, Дж. Х. и др. Печатные ионно-гелевые диэлектрики под затвором для низковольтных полимерных тонкопленочных транзисторов на пластике. Природные материалы 7, 900–906 (2008).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Lee, K.H. et al. Резиновые ионные гели «вырезать и приклеивать» в качестве диэлектриков затвора с высокой емкостью. Доп. Матер. 24, 4457–4462 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  • Kim, S.H., Choi, JK & Bae, YC. Механические свойства и ионная проводимость гелевого полимерного электролита на основе поли(винилиденфторида-со-гексафторпропилена). Дж. Заявл. Полим. науч. 81, 948–956 (2001).

    КАС Статья Google ученый

  • Xie, H. et al. Композитный полимерный электролит PVDF-HFP с превосходными электрохимическими свойствами для литий-ионных аккумуляторов. J. Твердотельная электрохимия. 12, 1497–1502 (2008).

    КАС Статья Google ученый

  • Matthews, J.R. et al. Масштабируемый синтез плавленых полупроводниковых полимеров тиофена-дикетопирролопиррола, переработанных из нехлорированных растворителей в высокопроизводительные тонкопленочные транзисторы. хим. Мат. 25, 782–789(2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Li, J. , Sun, Z. & Yan, F. Обрабатываемые раствором низковольтные органические тонкопленочные транзисторы с ферроэлектрическим полимером High-k Relaxor в качестве изолятора затвора. Дополнительные материалы 24, 88–93 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Халик, М. и др. Низковольтные органические транзисторы с аморфным молекулярным диэлектриком под затвором. Природа 431, 963–966 (2004).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Клаук, Х., Зшишанг, У. и Халик, М. Низковольтные органические тонкопленочные транзисторы с большой крутизной. Дж. Заявл. физ. 102, 074514 (2007).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Чо, Дж. Х. и др. Печатные ионно-гелевые диэлектрики под затвором для низковольтных полимерных тонкопленочных транзисторов на пластике. Природные материалы 7, 900–906 (2008).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Грей Ф. М. Твердые полимерные электролиты: основы и технологические применения. (ВЧ, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк; 1991).

  • Арманд, М., Эндрес, Ф., Макфарлейн, Д. Р., Оно, Х. и Скросати, Б. Материалы на основе ионной жидкости для электрохимических задач будущего. Материалы природы 8, 621–629 (2009).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Чо, Дж. Х. и др. Высокоемкие ионно-гелевые диэлектрики затвора с более коротким временем отклика по поляризации для органических тонкопленочных транзисторов. Дополнительные материалы 20, 686–690 (2008).

    КАС Статья Google ученый

  • Рианде, Э. и Диас-Каллеха, Р. . Электрические свойства полимеров. (Марсель Деккер, Нью-Йорк, 2004 г.).

  • Kolb, R.E.S.P., Миннесота) (Minnesota Mining and Manufacturing Company (Сент-Пол, Миннесота), США; 1981).

  • Секи М., Сато К. и Йосомия Р. Комплексы полиуретановый эластомер-LiClO4 в качестве полимерного твердого электролита. Die Makromolekulare Chemie 193, 2971–2978 (1992).

    КАС Статья Google ученый

  • Ратнер, М. А. и Шрайвер, Д. Ф. Транспорт ионов в полимерах, не содержащих растворителей. Химические обзоры 88, 109–124 (1988).

    КАС Статья Google ученый

  • Sirringhaus, H. Надежность органических полевых транзисторов. Дополнительные материалы 21, 3859–3873 (2009).

    КАС Статья Google ученый

  • Laiho, A., Herlogsson, L., Forchheimer, R., Crispin, X. & Berggren, M. Управление размерностью переноса заряда в органических тонкопленочных транзисторах. Труды Национальной академии наук 108, 15069–15073 (2011).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Kim, D. H. et al. Жидкокристаллические полупроводниковые сополимеры с внутримолекулярными донорно-акцепторными структурными элементами для высокостабильных полимерных транзисторов. Журнал Американского химического общества 131, 6124–6132 (2009).

    КАС Статья Google ученый

  • Kim, J. et al. Происхождение превосходной стабильности напряжения смещения затвора в органических полевых транзисторах, использующих фторированные полимерные диэлектрики затвора. Дополнительные материалы 26, 7241–7246 (2014).

    КАС Статья Google ученый

  • Zschieschang, U., Weitz, R. T., Kern, K. & Klauk, H. Эффект напряжения смещения в низковольтных органических тонкопленочных транзисторах. заявл. физ. А 95, 139–145 (2009).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Мэй, Дж., Ким, Д. Х., Айзнер, А. Л., Тони, М. Ф. и Бао, З. Солюбилизирующие боковые цепи с концевыми силоксанами: сближение сопряженных полимерных цепей и повышение подвижности дырок в тонкопленочных транзисторах. Журнал Американского химического общества 133, 20130–20133 (2011).

    КАС Статья Google ученый

  • Cheng, X.Y. et al. Сверхтонкий затворный диэлектрик Cytop со стабилизацией на воздухе для высокопроизводительных низковольтных органических полевых транзисторов с верхним затвором. хим. Матер. 22, 1559–1566 (2010).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Юн, М. Х., Ян, Х., Факкетти, А. и Маркс, Т. Дж. Низковольтные органические полевые транзисторы и инверторы на основе ультратонких сшитых полимеров в качестве диэлектриков затвора. Варенье. хим. соц. 127, 10388–10395 (2005).

    КАС Статья Google ученый

  • Клаук Х. и др. Тонкопленочные пентаценовые диэлектрические транзисторы с полимерным затвором с высокой подвижностью. Дж. Заявл. физ. 92, 5259–5263 (2002).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Sirringhaus, H., Tessler, N. & Friend, R. H. Интегрированные оптоэлектронные устройства на основе сопряженных полимеров. Наука 280, 1741–1744 (1998).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • McCulloch, I. et al. Жидкокристаллические полупроводниковые полимеры с высокой подвижностью носителей заряда. Материалы природы 5, 328–333 (2006).

    КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

  • Matthews, J.R. et al. Масштабируемый синтез плавленых полупроводниковых полимеров тиофена-дикетопирролопиррола, переработанных из нехлорированных растворителей в высокопроизводительные тонкопленочные транзисторы. хим. Матер. 25, 782–789(2013).

    КАС Статья Google ученый

Скачать ссылки

Благодарности

Г. С. выражает признательность за поддержку постдокторской стипендии Фонда Дэвида и Элис ван Бюрен Бельгийско-американского образовательного фонда (BAEF) и Фонда Фулбрайта (Fulbright Research Scholar Fellow). Z. B. выражает благодарность Управлению научных исследований ВВС (FA9550-15-1-0106) и Samsung Electronics за частичную поддержку. RP выражает признательность за поддержку Сообщества Марии Кюри, TECNIOSPRING. Т.Х.Л. выражает благодарность фонду ILJU в Южной Корее и корпорации Toshiba через CIS-FMA.

Информация об авторе

Примечания автора

  1. Ван Чао, Ли Вен-Я, Конг Дешэн и Пфаттнер Рафаэль внесли равный вклад в эту работу.

Авторы и филиалы

  1. Факультет химического машиностроения, Стэнфордский университет, Стэнфорд, 94305, Калифорния, США

    Чао Ван, Вен-Я Ли, Дешенг Конг, Рафаэль Пфаттнер, Гийен Реуме Швайхер, , Цзянго Мэй, Хун-Чин Ву, Джеффри Лопес, Ин Дяо, Сяодань Гу и Чжэнань Бао

  2. Факультет химического машиностроения и биотехнологии, Национальный Тайбэйский технологический университет, Тайбэй, 106, Китайская республика, Тайвань

    Вен-Я Ли

  3. Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC) и Центр сетевых исследований по биоинженерии, биоматериалам и наномедицине (CIBER-BBN, Campus UAB, Беллатерра, 08193, Испания

    Рафаэль Пфаттнер

  4. Факультет электротехники, Стэнфордский университет, Стэнфорд, 94305, Калифорния, США

    Тэ Хун Ли и Йошио Ниши

  5. Факультет материаловедения и инженерии, Стэнфордский университет, Стэнфорд, 94305, Калифорния, США

    Скотт Химмельбергер и Альберто Саллео

    6. 3, Corning, Incorporated FR-06-1, Corning, 14831, NY, USA

    Weijun Niu, James R. Matthews & Mingqian He

Авторы

  1. Chao Wang

    Посмотреть публикации авторов

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  2. Wen-Ya Lee

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  3. Desheng Kong

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  4. Raphael Pfattner

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

  5. Guillaume Schweicher

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  6. Reina Nakajima

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  7. Chien Lu

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  8. Jianguo Mei

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  9. Tae Hoon Lee

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  10. Hung-Chin Wu

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  11. Джеффри Лопес

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  12. Ying Diao

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  13. Xiaodan Gu

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  14. Scott Himmelberger

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  15. Weijun Niu

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  16. James R. Matthews

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  17. Mingqian He

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

  18. Alberto Salleo

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  19. Yoshio Nishi

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  20. Zhenan Bao

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Взносы

C.W., W.-Y.L., D.K., R.P. и Z.B. задумал, разработал и руководил проектом. К.В. и З.Б. разработал полимер. К.В. и Р.Н. опробовали методы обработки. В.-Ю.Л., Д.К., Р.П., Р.Н., Г.С., К.Л., Р.Н. и Х.-К.В. изготовлены и испытаны устройства; JM проверил тепловые свойства и очистку диэлектрического материала. Д.К., Р.П., Т.Х.Л. и Ю.Н. измерил диэлектрическую емкость. JL провел теоретический расчет диэлектрика e-PVDF-HFP. Ю.Д. и Х.Г. измеряли и анализировали картины поглощения рентгеновских лучей и картины GIXD. С.Х. и в качестве. измеряли и анализировали свойства, зависящие от температуры. В.Н., Дж.Р.М и М.Х. синтезировал PTDPPTFT4 полупроводниковые полимеры.

Декларации этики

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют о конкурирующих финансовых интересах.

Электронные дополнительные материалы

Дополнительная информация

Права и разрешения

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке; если материал не включен в лицензию Creative Commons, пользователям необходимо будет получить разрешение от держателя лицензии на воспроизведение материала. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Дополнительная литература

  • Полностью растяжимая массив органических светоизлучающих электрохимических ячеек с активной матрицей

    • Цзя Лю
    • Цзечен Ван
    • Женань Бао

    Nature Communications (2020)

  • Напечатанная на струйной печати растяжимая и низковольтная синаптическая транзисторная матрица

    • Ф. Молина-Лопес
    • Т. З. Гао
    • З. Бао

    Nature Communications (2019)

  • Выравнивание кристаллов на большие расстояния с полимерной добавкой для органических тонкопленочных транзисторов

    • Женгран Хе
    • Зиянг Чжан
    • Шэн Би

    Journal of Polymer Research (2019)

  • Печатные эластичные проводники путем формирования на месте наночастиц серебра из чешуек серебра

    • Наодзи Мацухиса
    • Дайси Иноуэ
    • Такао Сомея

    Природные материалы (2017)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Лучший неполярный конденсатор 47 мкФ 25 В без утечек

Перейти к содержимому
  • 47 мкФ 25 В Биполярный электролитический конденсатор
  • Срок службы: 3000 часов при +85°C
  • Емкость: 0,47 ~ 4700 мкФ
  • Пульсирующий ток: 120 мА
  • Бесплатный образец
  • Услуги OEM/ODM

Категории: Электролитические конденсаторы, неполяризованные конденсаторы Теги: конденсаторы, электролитический конденсатор, неполяризованный конденсатор

  • Описание
  • Отзывы (0)

Описание

Лучший неполярный конденсатор 47 мкФ 25 В без утечек
  • 47 мкФ 25 В неполярный радиальный алюминиевый электролитический конденсатор
  • Срок службы от 2000 до 3000 часов при температуре от -40 до +105°C
  • Размер: 6*12 мм
  • Номинальный пульсирующий ток: 120 мА
  • Предложение услуг OEM/ODM
  • Предоставить бесплатный образец

Радиальный алюминиевый электролитический конденсатор 47 мкФ 25 В — это наша неполярная серия от 2000 до 3000 часов. Неполярный радиальный алюминиевый электролитический конденсатор используется в цепях с обратной полярностью

Спецификация неполяризованного алюминиевого электролитического конденсатора

Размеры (мм)

ΦD 5 6,3 8 10 13 16 18
П 2,0 2,5 3,5 5,0 5,0 7,5 7,5
Φd 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,8 0,8
α 1,0 2,0
β 0,5

Коэффициент частоты номинального пульсирующего тока

Частота (Гц) 50 120 1к 10к 100к
от 0,47 до 47 мкФ 0,75 1 1,35 1,55 2
от 68 до 680 мкФ 0,8 1 1,25 1,34 1,5
от 1000 до 4700 мкФ 0,85 1 1,1 1,13 1,15

Температурный коэффициент

Тем(℃) +45 +60 +85
Коэффициент 1,6 1,35 1,0

Стандартные рейтинги (при 120 Гц, 85 ° C)

Заводские шоу

Наше преимущество: 63 . Наше преимущество.

  • Продукты с  высокой стабильностью, высокой температурой, небольшим размером, малым допуском и т. д.
  • Допуски продукта строго контролируются в пределах от  -15% до -10% .
  • У нас самое передовое в мире производственное оборудование, и мы улучшаем процесс управления.
  • Мы можем разработать индивидуальный дизайн в соответствии с вашими потребностями и предоставить вам бесплатный образец.
  • Наша продукция соответствует директиве RoHS, а завод соответствует системе управления ISO 9001.

    • Часто задаваемые вопросы:

    Q1. Могу ли я получить образцы конденсаторов?

    A:  Да, приветствуем образцы для тестирования и проверки качества, образцы заводских брендов бесплатны.

    Q2. Что насчет времени выполнения?

    A: Образцу требуется 3-5 дней, массовому заказу требуется 2 недели.

    Q3. Как вы отправляете товар и сколько времени занимает доставка?

    A:   Обычно мы отправляем DHL, UPS, FEDEX или TNT, доставка обычно занимает 3-5 дней. Авиаперевозки и морские перевозки также не являются обязательными.

    Q4. Можно ли напечатать мой логотип на конденсаторе?

    A:   Да, пожалуйста, сообщите нам официально перед началом производства и сначала подтвердите дизайн на основе нашего образца

    Q5. Предоставляете ли вы гарантию на продукцию?

    О: Да, мы предлагаем 2-3 года гарантии на нашу продукцию.

    Q6. Как быть с неисправным?

    О:   Если товар, который вы приобрели на заводе из-за проблем с качеством, вы можете вернуть его нам для замены или возврата денег. И любые возвращенные товары должны быть в своем первоначальном состоянии, чтобы иметь право на возврат или замену .

    Если у вас есть какие-либо интересные или проблемы, пожалуйста, свяжитесь с нами!

    Свяжитесь с нами

    Эл.

    Разница между полярными и неполярными конденсаторами

    Добро пожаловать на EDAboard.com

    Добро пожаловать на наш сайт! EDAboard.
    com — это международный дискуссионный форум по электронике, посвященный программному обеспечению EDA, схемам, схемам, книгам, теории, документам, asic, pld, 8051, DSP, сети, радиочастотам, аналоговому дизайну, печатным платам, руководствам по обслуживанию… и многому другому. более! Для участия необходимо зарегистрироваться. Регистрация бесплатна. Нажмите здесь для регистрации.

    Регистрация Авторизоваться

    JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.