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        射頻/微波電路中的薄膜無源器件

        作者: 時間:2009-11-09 來源:網絡 收藏

        就在不久之前,大多數電容器還都基于多層陶瓷燒制技術。在生產過程中,多層高導電性的金屬合金電極層和低損耗的陶瓷絕緣層交錯排列,從而得到所需要的電容值。然后,將合成的疊層進行高溫燒制,將其燒結成單片結構。這一工藝目前仍然很好地滿足大容量電容器以及大功率電容器的需要。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/157784.htm


        不過,多層陶瓷工藝可能會導致不同批次產品以及同一批次不同產品之間的某些參數出現差異,而這些參數對設計人員來說是十分重要的,如Q值、ESR,絕緣電阻的變化以及電容值在整個指定的容差范圍內的變化。盡管在許多應用場合中,這些參數變化并不會產生負面影響,目前在元件生產領域的技術突破為,設計人員提供了生產高頻元件的一種替代方案。


        生產半導體所使用的技術也可以同樣用于生產具有嚴格的電氣和物理特性的無源元件。線寬尺寸和絕緣層厚度可分別達到1μm和10nm以下。


        嚴格的線寬尺寸帶來了嚴格的參數容差(電感值和電容值),此外,其他幾項電氣性能優勢也可以得到進一步優化。由于采用了高真空電極沉積工藝,不同批次產品之間以及同一批次不同產品之間的ESR值極其穩定。而通過化學氣相沉積工藝(CVD)得到的超純凈、低K值的絕緣層使得Q值和ESR值都十分穩定。在很寬的頻率范圍內阻抗值具有穩定性和可預測性。平面柵格陣列(LGA)封裝工藝使其能夠降低寄生參數。


        薄膜元件的這些性能優勢會對設計產生影響。通常,對于實現某一特定功能,可以減少所需的元件數量。通過減少所用的元件數量,不但會減小設計尺寸,還會節省組裝時間和降低組裝費用,同時提高產品的可靠性。此外,由于元件的電氣性能更加穩定,損耗更低,應用此元件的產品的整體電氣性能也會得到提升。


        實例:帶阻濾波器
        帶阻濾波器就是薄膜元件的一個實際應用。帶阻濾波器的設計是阻止特定頻譜的信號通過而允許其他信號無衰減通過。它也常被稱為陷波濾波器、帶止濾波器或頻帶抑制濾波器。帶阻濾波器常用于功率放大器和天線前面的匹配之間。


        以一個典型應用為例。復雜的、覆蓋范圍廣的多帶無線電接收器常會意外產生差頻和諧波,窄帶陷波濾波器就用于衰減這些差頻和諧波。由于薄膜近乎完美的特性,使用一個高品質薄膜電容器就可以替換掉雙T形設計中所使用的6個元件。


        薄膜電容器(如圖1所示)還具有一項前面沒有提及的性能優勢:它的響應只有1個諧振點,因為這種器件使用單絕緣層設計封裝成多層陶瓷電容器(MLCC)。圖2顯示了這種薄膜電容器的部分S21前向傳輸損耗特性曲線。

        圖1 薄膜電容器的結構

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