Virtaominaisuudet

Virtaominaisuudet ovat laitteen tai materiaalin sähköisiä ominaisuuksia, jotka kuvaavat sen reagointia sähköiseen kenttään ja virtoihin. Näihin kuuluvat sekä staattiset ominaisuudet kuten resistanssi ja johtavuus että dynaamiset ominaisuudet kuten kapasitanssi, induktanssi sekä taajuusriippuva vaste. Käytännössä virtaominaisuuksiin liittyy myös I–V-käyrä ja laitteen vaste sähköpulssien ja vaihtovirrän tapauksessa.

Keskeisiä parametreja ovat intrinsic- ja geometriset ominaisuudet. Resistanssi ja resistiviteetti kuvaavat johtavuuden perusluonnetta, kun taas kapasitanssi, dielektrinen vakio ja taajuusvaste kuvaavat sähkökentän varastointia ja vuorovaikutuksia. Geometria muuttaa mittasuhteita siten, että R = ρL/A ja C = εA/d. Taajuus vaikuttaa impedanssiin Z = R + jωL + 1/(jωC). Dielektriset ominaisuudet määrittävät eristemiskyvyn sekä vuotovirran, ja magnetiset ominaisuudet, kuten permeabiliteetti μ ja B–H-käyrä, voivat olla keskeisiä ferromagneettisille materiaaleille.

Mittausmenetelmät ja sovellukset. DC-I–V-käyrä kuvaa suhdetta virta ja jännite tasavirralla, kun taas vaihtovirralla (AC) tutkitaan impedanssia ja taajuusvasteita. Neljän pistemenetelmä mittaa tarkasti resistansseja ja johtavuuksia. Kapasitanssia ja dielektrisiä ominaisuuksia selvitetään C–V-karakterisoinnilla ja impedanssispektroskopialla. Hallin ilmiöllä voidaan saada kantajien siirtymää ja liikkuvuutta. Virtaominaisuudet ovat keskeisiä suunnittelussa: ne vaikuttavat materiaalivalintaan, komponenttisuunnitteluun sekä laitteen toimintaan, herkkyyteen lämpötilalle ja nopeille pulssivaikutuksille.