менше розмірів поверхні зонда, то ємкість , де - діелектрична проникність повітря; Sз - площа поверхні зонда. Конденсатор заряджений і його заряд
де UK - контактна різниця потенціалів між напівпровідником і зондом; - падіння напруги, що викликається протікаючим через зразок струмом, на ділянці зразка від контакту К1 до зонда; UП - напруга на потенціометрі. Вібрація зонда приводить до періодичної зміни місткості С3, внаслідок чого зміни її заряду Q і виникненню змінного струму в ланцюзі: конденсатор С3 - опір Rl - потенціометр П - ділянка зразка між контактом К1 і зондом. Якщо сума С3 на опір цього ланцюга набагато менше 1/щ , то величина виникаючого струму
. (3.16)
У виразі (3.16) збережені лише лінійні члени. Струм створює змінний сигнал, який подається на підсилювач У і після посилення реєструється осцилографом N.
Визначення різних точок зразка проводиться наступним чином. Над відповідною точкою зразка встановлюється вібруючий зонд. Після цього зміною UП добиваються відсутності сигналу на екрані осцилографа. Сигнал відсутній, коли заряд конденсатора Сз Q = 0, що буде при . Часто і = UП . У відсутність струму І через зразок дана схема дозволяє виміряти контактну різницю потенціалів (див. п. 8.1).
У разі електричного поля, що швидкозмінюється, в зразку можна застосовувати нерухомі зонди ємкостей. Їх використовують, наприклад, при дослідженні ефекту Ганна. Певна схожість схеми з вібруючим зондом (мал. 3.10) з схемою однозондового методу (мал. 3.8) очевидна.