C-V测量常见C-V测量误差

Question

如题所述

Answer 1

在C-V测量中，两种主要的误差类型——偏移和增益误差——是常见的问题，如图4所示。X轴以对数标度展示了真实电容值的范围，从皮法到纳法，Y轴则是系统测量的值，包括误差。理想情况下，测量结果应与真实值完全匹配，形成一条45度角的直线（见图4黑色直线）。然而，实际测量中总会存在蓝色的偏移误差和红色的增益误差，需要进行校正。

偏移误差，如蓝色线条所示，因为坐标轴是对数形式的，所以在小电容（<10pF）和大电容（高达10nF）上表现出显著差异。针对小电容，最佳校正方法是"开路校正"，而对于大电容，"短路校正"更为合适。增益误差，以红色线条表示，其影响随着电容大小变化，相比偏移误差更难校正，通常通过"负载校正"进行处理，但这种方法在实验室应用中并不普遍。

为了理解开路、短路和负载校正的实质，可以参考图5中交流阻抗测试系统的简化模型。这个模型包括了集总元件，分别代表开路阻抗误差（Z开路）、短路电路阻抗误差（Z短路）和负载校正组件（Z负载）。校正步骤包括在探针间形成短路，测量剩余短路阻抗，然后抬起探针测量开路阻抗，如有需要，还可以加入已知阻抗负载进行校正。

线缆类型和阻抗的不同也会对测量结果产生影响，因此在C-V测量中，必须考虑这些因素以实现更精确的校准。