一、技術需求分析

鐵電材料測試系統依賴于高壓功率放大器，源于兩大核心物理特性：

1.  高矯頑場強需求：

鐵電材料極化反轉所需的矯頑場強 (Ec) 普遍在數 kV/cm 量級。

針對典型樣品厚度（微米至數百微米），需施加數百伏至數千伏量級高壓方能實現極化。

常規信號發生器輸出峰值電壓（通常 < 20 Vp-p）不足以提供所需場強。

2.  容性負載驅動需求：

鐵電樣品本質呈現顯著電容特性。

交流激勵下（尤其高頻），其產生的容性電流 (I = C × dV/dt) 。

驅動源需具備高電流輸出能力（數安培或更高），以避免電壓波形畸變及測量失真。

高壓功率放大器專為此類容性負載的苛刻驅動條件設計。

二、應用場景

高壓功率放大器在鐵電研究中服務于以下關鍵表征測試：

1.  電滯回線表征 (P-E Loop Measurement)

目的：獲取極化強度 (P) 隨外電場 (E) 變化的滯回曲線，為核心鐵電性表征手段。

過程：信號發生器生成低頻正弦/三角波，高壓放大器將其線性放大至所需高壓，施加于樣品。通過電荷監測回路計算 P，繪制 P-E 曲線。

功能要求：輸出高壓克服材料矯頑場；提供高電流確保樣品電容快速充放電；維持信號保真度，保障不同頻率下回線形狀。

2.  壓電特性評估 (Piezoelectric Characterization)

目的：測量鐵電材料壓電系數 (如 d??) 等參數。

過程：為激發壓電響應，需施加頻率可調的高壓交流激勵信號，用于諧振譜及介電譜分析。

功能要求：輸出高頻高壓激勵信號；具備足夠帶寬及功率，確保樣品在諧振點附近驅動，實現壓電參數測量。

3.  可靠性與耐久性測試 (Reliability Testing: Fatigue & Aging)

目的：評估長期電場循環下材料性能衰減。

過程：向樣品持續施加高壓雙極或單極電脈沖。

功能要求：輸出穩定、可靠的高壓脈沖序列；滿足長時間連續工作需求；低噪聲、低失真輸出確保測試數據準確可信。

4.  介電性能分析 (Dielectric Property Testing)

目的：測量介電常數及損耗角正切 (tanδ) 的頻率依賴性及偏壓依賴性。

過程：研究介電常數的電場非線性特性時，需在交流測試信號上疊加高壓直流偏置場。

功能要求：工作在直流偏置模式；輸出含高壓直流分量的交流混合信號；提供所需高偏置場強。