阻抗匹配網(wǎng)絡
阻抗匹配網(wǎng)絡是施加在射頻電源和放電發(fā)生器之間的一種電路中常見裝置,阻抗匹配的目的是為了保護振蕩器。在射頻放電電路中為了使負載達到最大功率,需要負載電阻與傳輸線相等,而為了得到最大功率輸出則需要射頻源阻抗與傳輸線的阻抗相等,通過阻抗匹配網(wǎng)絡能夠實現(xiàn)負載到傳輸線再到射頻源的阻抗匹配。
假設電源等效阻抗為(即輸出阻抗)(a+bi)Ω,為了實現(xiàn)最大的電源功率輸出,就需要滿足負載阻抗與電源阻抗共軛匹配。即負載阻抗R=(a-bi)Ω。在現(xiàn)實生活中通常采用的射頻源頻率為13.56MHz,阻抗為50Ω,所以需要通過阻抗匹配將負載阻抗R=(a-bi)Ω,a=50,b=0。
有多種方式能夠實線阻抗的匹配,其中應用最為廣泛、技術最為成熟的是采用電感與電容元器件串并聯(lián)組合的方法。而根據(jù)其連接方式的區(qū)別又可以分為τ形、π形和T形三種類型。其中τ形為兩元件,π形和T形是三元件。
在反應之初由于放電腔室氣壓、流量等參數(shù)的變化會造成阻抗匹配失調,電源的輸出電壓施加在負載上,會造成反射功率過大,功率轉換效率低,大部分能量反射回電源內部變成熱量損耗,容易造成電源的損壞,因此需要調節(jié)匹配網(wǎng)絡的阻抗,使匹配網(wǎng)絡與負載的阻抗最終等于50Ω。這個時候電源阻抗與負載阻抗相匹配,反射功率最小,同時電源的輸出功率轉化效率達到最大,有利于保護整個電路的安全同時保證設備的處理能力達到最好。