Сегнетоэлектрический конденсатор - Ferroelectric capacitor

Сегнетоэлектрический конденсатор это конденсатор на основе сегнетоэлектрик материал. Напротив, традиционные конденсаторы основаны на диэлектрических материалах. Сегнетоэлектрические устройства используются в цифровой электронике в составе сегнетоэлектрическое RAM, или в аналоговой электронике как перестраиваемые конденсаторы (варакторы).

Схема сегнетоэлектрического конденсатора

В приложениях памяти сохраненное значение сегнетоэлектрического конденсатора считывается путем применения электрическое поле. Количество обвинять необходимое для переворота ячейки памяти в противоположное состояние, измеряется и выявляется предыдущее состояние ячейки. Это означает, что операция чтения разрушает состояние ячейки памяти, и за ней должна следовать соответствующая операция записи для обратной записи бита. Это делает его похожим на память с ферритовым сердечником. Требование цикла записи для каждого цикла чтения вместе с высоким, но не бесконечным ограничением цикла записи создает потенциальную проблему для некоторых специальных приложений.

Теория

В короткозамкнутом сегнетоэлектрическом конденсаторе со структурой металл-сегнетоэлектрик-металл (MFM) на границе раздела металл-сегнетоэлектрик формируется распределение зарядов экранирующих зарядов, чтобы экранировать электрическое смещение сегнетоэлектрика. Из-за этих экранирующих зарядов возникает падение напряжения на сегнетоэлектрическом конденсаторе с экранировкой в электродном слое, которое можно получить с помощью подхода Томаса-Ферми следующим образом:^[1]

${ displaystyle V = E_ {f} d + E_ {e} left (2 lambda right)}$

Здесь ${ displaystyle d}$ толщина пленки, ${ displaystyle E_ {f} = { frac {V + 8 pi P_ {s} a} {d + epsilon _ {f} left (2a right)}}}$ и ${ displaystyle E_ {e} = { frac { epsilon _ {f}} { epsilon _ {e}}} E_ {f} - { frac {4 pi} { epsilon _ {e}}} P_ {s}}$ - электрические поля в пленке и электроде на границе раздела, ${ Displaystyle P_ {s}}$ - спонтанная поляризация, ${ displaystyle a = { frac { lambda} { epsilon _ {e}}}}$ , и ${ displaystyle epsilon _ {f}}$ & ${ displaystyle epsilon _ {e}}$ - диэлектрические проницаемости пленки и металлического электрода.