第四章 有機材料電氣特性萃取實驗
4.3 有機材料電氣特性萃取
4.3.2 萃取技術之方法一與結果
直接將四條微帶線原始量測資料代入萃取流程。
微帶線的命名,由短到長分別為 TL1、TL2、 TL3 與 TL4,圖 4.21 為所萃 取得到的ε 曲線與
r tan δ
曲線,「TL1_Er1」表示由微帶線「TL1」所萃取出來的εr
曲線,「TL2_Er2」表示由微帶線「TL2」所萃取出來的ε 曲線,「TL3_Er3」表示r
由微帶線「TL3」所萃取出來的ε 曲線,「TL4_Er4」表示由微帶線「TL4」所萃取r
出來的ε 曲線。 「TL1_tan1」表示由微帶線「TL1」所萃取出來的r tan δ
曲線,「TL2_tan2」表示由微帶線「TL2」所萃取出來的
tan δ
,「TL3_tan3」表示由微 帶線「TL3」所萃取出來的tan δ
曲線,「TL4_tan4」表示由微帶線「TL4」所萃取 出來的tan δ
曲線。理論上應該獲得一組四條彼此很接近的ε 曲線與一組四條彼r
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
0 TL2_Er2 TL3_Er3 TL4_Er4
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
0.0 TL2_tan2 TL3_tan3 TL4_tan4
(a) 實驗萃取的
εr (b) 實驗萃取的 tan
δ經過實驗評估後,我們試圖將圖 4.12 的ε 圖與
r tan δ
圖作一近似曲線函數,如圖 4.22 粗線所示,然後將近似曲線函數代回 HFSS,以驗證所萃取出來的參數 是否堪用。
在實現近似參數曲線前,我們先觀察ε 近似曲線的趨勢,發現「
r
ε 近似曲r
線」與「m5_Er2 曲線」極為相近,故決定不需再創造一條近似曲線函數,直接 將 m5_Er2 曲線當作ε 近似曲線即可。r
觀察
tan δ
近似趨勢曲線,也可以看出「tan δ
近似曲線極」與「TL3_tan3 曲線」極為相近,故決定不再創造一條近似曲線函數,直接將 TL3_tan3 曲線當 作tan δ
近似曲線即可,如圖 4.14 所示。最後,將ε 與r tan δ
的近似曲線代回 HFSS 模擬作驗證。0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
0 TL2_Er2 TL3_Er3 TL4_Er4
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
0.0 TL2_tan2 TL3_tan3 TL4_tan4
圖 4.13 material No.5 之ε 與
r tan δ
近似趨勢曲線圖 4.14 material No.5 萃取的ε 與
r tan δ
近似曲線0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
0
TL2_Er2
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
0.0
TL3_tan3 tan 近似曲線 Er 近似曲線
tan 近似曲線 Er 近似曲線
c.驗証結果:
將所決定的ε 與
r tan δ
近似曲線函數代回 HFSS,重新模擬四條微帶線,所得 結果如下圖 4.15~圖 4.18 所示:圖 4.15 為第一條微帶線 TL1 的模擬與量測結果比較,其中「TL1_HFSS」表 示第一條微帶線之「定值」材料參數代入 HFSS 電磁模擬結果;「TL1_Meas」表示 第一條微帶線的實際量測結果;「TL1_Extracted by HFSS」表示第一條微帶線之 隨頻率變化的萃取參數代入 HFSS 電磁模擬結果。
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-50 m5_TL1_HFSS m5_TL1_Meas
m5_TL1_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-100 m5_TL1_HFSS m5_TL1_Meas
m5_TL1_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-5 m5_TL1_HFSS m5_TL1_Meas
m5_TL1_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-200 m5_TL1_HFSS m5_TL1_Meas
m5_TL1_Extracted by HFSS
圖 4.15 material No.5 TL1(線長 3150 μm )之 量測與模擬的 S 參數
圖 4.16 為第二條微帶線 TL2 的模擬與量測結果比較,其中「TL2_HFSS」表 示第二條微帶線之「定值」材料參數代入 HFSS 電磁模擬結果;「TL2_Meas」表示 第二條微帶線的實際量測結果;「TL2_Extracted by HFSS」表示第二條微帶線之 隨頻率變化的萃取參數代入 HFSS 電磁模擬結果。
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-200 m5_TL2_HFSS m5_TL2_Meas
m5_TL2_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-50 m5_TL2_HFSS m5_TL2_Meas
m5_TL2_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-100 m5_TL2_HFSS m5_TL2_Meas
m5_TL2_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-5 m5_TL2_HFSS m5_TL2_Meas
m5_TL2_Extracted by HFSS
圖 4.16 material No.5 TL2(線長 4700 μm )之 量測與模擬的 S 參數
圖 4.17 為第一條微帶線 TL3 的模擬與量測結果比較,其中「TL3_HFSS」表 示第三條微帶線之「定值」材料參數代入 HFSS 電磁模擬結果;「TL3_Meas」表示 第三條微帶線的實際量測結果;「TL3_Extracted by HFSS」表示第三條微帶線之 隨頻率變化的萃取參數代入 HFSS 電磁模擬結果。
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-50 m5_TL3_HFSS m5_TL3_Meas
m5_TL3_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-100
m5_TL3_HFSS m5_TL3_Meas
m5_TL3_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-5 m5_TL3_HFSS m5_TL3_Meas
m5_TL3_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-200 m5_TL3_HFSS m5_TL3_Meas
m5_TL3_Extracted by HFSS
圖 4.17 material No.5 TL3(線長 6300 μm )之 量測與模擬的 S 參數
圖 4.18 為第一條微帶線 TL4 的模擬與量測結果比較,其中「TL4_HFSS」表 示第一條微帶線之「定值」材料參數代入 HFSS 電磁模擬結果;「TL4_Meas」表示 第一條微帶線的實際量測結果;「TL4_Extracted by HFSS」表示第一條微帶線之 隨頻率變化的萃取參數代入 HFSS 電磁模擬結果。
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-50 m5_TL4_HFSS m5_TL4_Meas
m5_TL4_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-200
m5_TL4_HFSS m5_TL4_Meas
m5_TL4_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-100
m5_TL4_HFSS m5_TL4_Meas
m5_TL4_Extracted by HFSS
0.0 5.0G 10.0G 15.0G 20.0G
-5 m5_TL4_HFSS m5_TL4_Meas
m5_TL4_Extracted by HFSS