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薄膜可变电容器的优势及其规划使用方法

手机/智能手机中电池占据空间的扩大以及多功能化导致了搭载元器件的增加,NFC功能的搭载可以促进电路板面积的缩小。因此,能够形成相对节省空间的匹配电路的薄膜可变电容器就进一步地解决了小型化的课题。

前语

近年来运用13.56MHz左右频率的近间隔无线通讯技能(Near Field Communication:以下简称NFC),以代表性的智能手机等小型移动设备为关键,逐步向平板和PC商场以及可穿戴设备等延展开来。

但是,因为不同用处和不同地域的联系NFC通讯标准的上升趋势导致每个标准的最佳共振频率规模不同。此外,依据NFC功用(卡模仿功用、读写功用等)的不同最佳共振频率规模也不同。别的也不得不考虑NFC天线电感值的改变。因而,为了相对简略地具有NFC的功用,共振频率匹配设备的必要性正在逐步进步。

村田制作所经过特有的电容器技能和薄膜微细加工技能,运用操控电压到达操控静电容量的作用,将薄膜可变电容产品化。

本产品是NFC的一种,运用于FeliCa运用中,不只能够调整NFC/FeliCa的频率还能够作为静电容量可变素子用于各种运用。


图1 薄膜可变电容

何为薄膜可变电容

所谓薄膜可变电容器是指在Si电路板上经过薄膜法构成电介质,树脂封装。而电介质薄膜资料则采用了高介电常数系列的陶瓷资料钛酸钡(BaTiO3:以下简称BT)系列资料。陶瓷电容器中运用的强电介质资料包含了BT系列资料等,因而当向电介质施加电场的时分,它具有相对介电常数改变(削减)的直流偏置特性。

薄膜可变电容器活用了直流偏置特性,是一种能够经过操控电压来调整静电容量的功用性设备。此外,经过薄膜法将电介质层变薄,然后提升了施加于电介质的电场强度,完成了经过低电压取得相对较大的静电容量改变率的方针。

别的,因为运用了高介电常数系列资料,能够经过重复施加电压来最佳地操控电介质的组成,例如像静电容量值的误差(直流偏置老化特性)、静电容量改变的迟滞特性这样的课题。在NFC的场合下,经过调整共振频率的运用保证零问题运用。

薄膜可变电容器的优势

以下将对NFC中共振频率调整运用的代表示例进行阐明。NFC是将天线跟电容器并联的,将共振频率调整在13.56MHz左右然后完成了杰出的通讯间隔。在并联的电容器部分中经过运用薄膜可变电容器到达以下3个长处。

1. Fine tuning

不论天线的电感值怎么改变,都能够调整每个终端的最佳频率。(现在大多是在FeliCa终端进行)

2. Dynamic matching

随时操控电压,自在改变的特色,不论是NFC通讯标准仍是NFC功用(卡模仿功用、读写功用等),都能够调整到最佳匹配状况。

3. Standardization of matching circuit

因为运用了薄膜可变电容器可将终端和天线每个不同的匹配电路标准化(共通)。

薄膜可变电容器的运用办法

以下介绍在NFC的匹配电路顶用薄膜可变电容器调整共振频率的3个可行办法。

榜首,如图2(a)所示,运用能操控电压生成的电压输出DA转换器(DAC)调整静电容量。

第二,如图2(b)所示,从NFC用IC等GPIO端口生成操控电压来调整静电容量。GPIO是General Purpose Input/Output的简称,是IC芯片供给的输出端子的一种。特定用处和信号没有清晰,但能够依据软件指令进行恣意的输出改变。比如说,软件指示为输入“0”的话则为0V,指示为输入“1”的话则有可能会履行输出3V的操作。假如运用GPIO的输出端子的话,假如收到的是0V、3V这两个值的输出信号,那么履行的操作便是经过2n的电子元件的组合来完成组成2n的阻抗电压。

第三,如图2(c)所示,运用脉息波的电压经过调整脉息起伏(Pulse Width Modulation:以下简称PWM)生成操控电压,调整静电容量。和例2相同,运用了NFC用IC的GPIO端口,在0V/3V2个值的信号下构成脉息波形。



图2 薄膜可变电容器的运用办法

产品一览

薄膜可变电容器的产品阵型如表1所示。1.3×0.9mm尺度的LXRW19V系列、1.95×1.4mm尺度的LXRWJFV系列现已产品化。

电容量可变特性如图3所示,当施加操控电压为0~3V时,装备了60~39pF规模、30~20pF规模的2个类型。

此外,LXRWJFV系列还搭载了从NFC天线端口比及NFC用IC侵入的静电放电(ESD)的维护功用。


图3 静电容量的可变特性

往后的展望

手机/智能手机中电池占有空间的扩展以及多功用化导致了搭载%&&&&&%的添加,NFC功用的搭载能够促进电路板面积的缩小。因而,能够构成相对节约空间的匹配电路的薄膜可变电容器就进一步地处理了小型化的课题。

此外,因为各种NFC用%&&&&&%,NFC天线条件使得匹配电路的品种繁复,能够在最佳条件下应对各种case,扩展了静电容量的可变规模,一起也扩大了静%&&&&&%量值的阵型。

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