PEtra：用于聚合物薄膜晶体管的灵活开源 PE 回路跟踪器
系统与控制
2024-10-23 v1 系统与控制
仪器与探测器
摘要
对聚合物压电材料的 ferroelectric 属性进行精确表征，对于优化柔性和可穿戴 ultrasound 换能器（如屏幕印刷的 PVDF 器件）性能至关重要。标准的电荷测量技术，如 Sawyer-Tower 电路，往往在应用于 ferroelectric 聚合物时不足，因为存在低频漏电流。本文介绍了 PEtra，一种开源且 versatile 的压电回路跟踪器。PEtra 采用转换电阻放大器（LMP7721，TI）将皮安培级电流转换为可测量的电压，覆盖增益为 10^7 V/A 时的 0.1 Hz 至 5 Hz 频率范围，以及增益设置在 10^3 V/A 至 10^6 V/A（10 倍增益）时的 0.1 Hz 至 200 Hz 频率范围。我们通过仿真和实验验证表明，PEtra 实现了 2 pA 以下的灵敏度，有效解决了传统电荷测量方法的局限性。与 Sawyer-Tower 电路相比，PEtra 直接放大电流，无需参考电容，因此对漏电更不敏感，可在更低频率下工作，提高了测量精度和可靠性。PEtra 的设计完全开源，为研究人员和工程师提供了一个灵活的工具，以推动柔性 PVDF 换能器技术的发展。
引用
@article{arxiv.2410.16581,
title = {PEtra: A Flexible and Open-Source PE Loop Tracer for Polymer Thin-Film Transducers},
author = {Marc-Andre Wessner and Federico Villani and Sofia Papa and Kirill Keller and Laura Ferrari and Francesco Greco and Luca Benini and Christoph Leitner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.16581},
year = {2024}
}