阻抗匹配網絡
阻抗匹配網絡是施加在射頻電源和放電發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,通過阻抗匹配網絡能夠實現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組合的方法。而根據其連接方式的區別又可以分為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,因此需要調節匹配網絡的阻抗,使匹配網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。