等離子體發(fā)生裝置通過外部能量輸入使氣體電離生成等離子體,在工業(yè)制造、材料科學、生物醫(yī)療等領域應用廣泛。高壓放大器作為能量供給的核心器件,直接影響等離子體的生成效率、穩(wěn)定性和可控性。
一、高壓放大器在等離子體發(fā)生裝置中的作用
(一)驅動和維持等離子體放電
等離子體放電需高能量電源提供足夠電流和電壓。高壓放大器可將低電壓、小電流信號放大為高電壓、大電流輸出,驅動和維持放電。如在容性耦合等離子體(CCP),要求放大器輸出頻率覆蓋kHz至MHz范圍,波形失真率低于1%。
(二)等離子體加熱
等離子體實驗中常需加熱以研究其性質和行為。高壓放大器可將低功率加熱信號放大為高功率信號,實現(xiàn)高效加熱。如在可控核聚變實驗中,通過FPGA實時控制高壓放大器,可在300μs內輸出±10kV反向電場,抑制等離子體破裂。
(三)等離子體診斷
等離子體診斷需測量和分析其物理參數(shù)。高壓放大器可為診斷設備提供高電壓和高放大倍數(shù),增強診斷信號的強度和精度,使研究人員能更準確了解等離子體性質和演化過程。
(四)等離子體駐波比控制
為保持等離子體放電穩(wěn)定性和一致性,需控制駐波比。高壓放大器可提供適當駐波比控制,確保電能傳輸效率最大化,減少能量反射和損失。
二、應用案例
(一)半導體制造中的精密刻蝕
在7nm以下制程中,等離子體刻蝕的線寬控制需亞納米級精度。采用高壓放大器驅動的脈沖調制技術,可將離子能量分散度從15eV降至5eV以內。
(二)常壓等離子體射流醫(yī)療設備
針對創(chuàng)面消毒應用,采高壓放大器可在30mm射流長度內維持10?CFU/mL的殺菌效率。其關鍵技術在于將50kHz正弦波與2μs高壓脈沖(8kV)疊加,使活性氧粒子濃度提升3倍,同時將設備體積縮小至傳統(tǒng)方案的1/5。
ATA-7000系列是一款理想的可放大交、直流信號的高壓放大器。單端輸出40kVp-p(±20kVp)高壓,可以驅動高壓型負載。電壓增益數(shù)控可調,一鍵保存常用設置,為您提供了方便簡潔的操作選擇。
ATA-7000系列高壓放大器應用場景:介電彈性體測試、EHD電流體打印、鐵電測試、等離子體測試、3D打印、材料極化、靜電紡絲、微流控。
高壓放大器在等離子體發(fā)生裝置中發(fā)揮著關鍵作用,它提供高電壓、高功率和高放大倍數(shù)的輸出,驅動和維持等離子體放電,實現(xiàn)對等離子體的加熱和診斷,以及控制等離子體中的駐波比。隨著技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,高壓放大器的應用將更加廣泛和深入,為等離子體科學的發(fā)展和應用提供強有力的支持。