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鎖相放大器在低介電常數(shù)材料測量中的應(yīng)用
隨著集成電路和通信技術(shù)的高速發(fā)展，低介常數(shù)材料（Low-K）被廣泛的應(yīng)用，一般我們將K值＜3的材料稱為低介電常數(shù)材料，但在新一代集成電路中，很多器件要求材料的K值＜2.5，國際器件與系統(tǒng)藍(lán)圖（IRDS）還建議在2028年前，開發(fā)出K值＜2的超低介電材料，材料損耗已經(jīng)接近甚至小于0.005。
而傳統(tǒng)的介電常數(shù)（包括介電頻譜、溫譜），常見的測量方式諸如高頻Q表或采用阻抗分析儀都不太合適，測量誤差主要來自于測量夾具及導(dǎo)線的損耗以及測試樣品制備時的誤差。
北京華測試驗(yàn)儀器有限公司推出的低損耗材料介電溫譜測試系統(tǒng)有效的改善了這一困境，利用鎖相放大器能大幅度衰弱噪聲干擾的特性，完成低介電常數(shù)材料精準(zhǔn)的介電溫譜、頻譜測量。
鎖相放大器基本原理圖
鎖相放大器是一種對交變信號進(jìn)行相敏檢波的放大器。鎖相放大器利用和被測信號有相同頻率和相位關(guān)系的參考信號作為比較基準(zhǔn)，只對被測信號本身和那些與參考信號同頻（或者倍頻）、同相的噪聲分量有響應(yīng)。因此，鎖相放大器能大幅度抑制無用噪聲，改善檢測信噪比。此外，鎖相放大器有很高的檢測靈敏度，信號處理比較簡單，是對弱信號檢測的一種有效方法。將鎖相放大器與電橋相互配合，同時用于交流電壓電流測量，這就給材料的交流阻抗分析提供了一種高精度的測量方式。
在材料電學(xué)測量領(lǐng)域。鎖相放大器不單單可以用于Low-K材料的阻抗測量，還可應(yīng)用于諸如電池內(nèi)阻測量（用于儲能電池健康檢測甚至對運(yùn)行中的新能源車輛電池做精密的在線檢測管理）、生物阻抗分析、超導(dǎo)材料的電阻測量、精密電容檢測等。